第一層（物理層）
使用路由器，是在第三層上。我們先從第一層物理層開始說。
物理層能折騰啥？現在的同學可能想不到，我們當時去學校配電腦的地方買網線，賣網線的師傅都會問，你的網線是要電腦連電腦啊，還是電腦連網口啊？
我們要的是電腦連電腦。這種方式就是一根網線，有兩個頭。一頭插在一台電腦的網絡卡上，另一頭插在另一台電腦的網絡卡上。但是在當時，普通的網線這樣是通不了的，所以水晶頭要做交叉線，用的就是所謂的1－3、2－6 交叉接法。
水晶頭的第 1、2 和第 3、6 腳，它們分別起著收、發訊號的作用。將一端的 1 號和 3 號線、2 號和 6 號線互換一下位置，就能夠在物理層實現一端傳送的訊號，另一端能收到。
當然電腦連電腦，除了網線要交叉，還需要配置這兩台電腦的 ip 位址、子網掩碼和預設閘道器。這三個概念上一節詳細描述過了。要想兩台電腦能夠通訊，這三項必須配置成為乙個網路，可以乙個是 192.168.0.1/24，另乙個是 192.168.0.2/24，否則是不通的。
這裡我想問你乙個問題，兩台電腦之間的網路包，包含 mac 層嗎？當然包含，要完整。ip 層要封裝了 mac 層才能將包放入物理層。
到此為止，兩台電腦已經構成了乙個最小的區域網，也即lan。
如果有三個人有三颱電腦，怎麼把三颱電腦連在一起呢？
先別說交換機，當時交換機也貴。有乙個叫作hub的東西，也就是集線器。這種裝置有多個口，可以將宿舍裡的多台電腦連線起來。但是，和交換機不同，集線器沒有大腦，它完全在物理層工作。它會將自己收到的每乙個位元組，都複製到其他埠上去。這是第一層物理層聯通的方案。
第二層（資料鏈路層）
你可能已經發現問題了。hub 採取的是廣播的模式，如果每一台電腦發出的包，宿舍的每個電腦都能收到，那就麻煩了。這就需要解決幾個問題：
這個包是發給誰的？誰應該接收？
大家都在發，會不會產生混亂？有沒有誰先發、誰後發的規則？
如果傳送的時候出現了錯誤，怎麼辦？
這幾個問題，都是第二層，資料鏈路層，也即 mac 層要解決的問題。mac的全稱是medium access control，即**訪問控制。控制什麼呢？其實就是控制在往**上發資料的時候，誰先發、誰後發的問題。防止發生混亂。這解決的是第二個問題。這個問題中的規則，學名叫多路訪問。有很多演算法可以解決這個問題。就像車管所管束馬路上跑的車，能想的辦法都想過了。
比如接下來這三種方式：
方式一：分多個車道。每個車乙個車道，你走你的，我走我的。這在計算機網路裡叫作通道劃分；
方式二：今天單號出行，明天雙號出行，輪著來。這在計算機網路裡叫作輪流協議；
方式三：不管三七二十一，有事兒先出門，發現特堵，就回去。錯過高峰再出。我們叫作隨機接入協議。著名的乙太網，用的就是這個方式。
解決了第二個問題，就是解決了**接入控制的問題，mac 的問題也就解決好了。這和 mac 位址沒什麼關係。
接下來要解決第乙個問題：發給誰，誰接收？這裡用到乙個實體地址，叫作鏈路層位址。但是因為第二層主要解決**接入控制的問題，所以它常被稱為mac 位址。
解決第乙個問題就牽扯到第二層的網路包格式。對於乙太網，第二層的最開始，就是目標的 mac 位址和源的 mac 位址。
接下來是型別，大部分的型別是 ip 資料報，然後 ip 裡面包含 tcp、udp，以及 http 等，這都是裡層封裝的事情。
有了這個目標 mac 位址，資料報在鏈路上廣播，mac 的網絡卡才能發現，這個包是給它的。mac 的網絡卡把包收進來，然後開啟 ip 包，發現 ip 位址也是自己的，再開啟 tcp 包，發現埠是自己，也就是 80，而 nginx 就是監聽 80。
於是將請求提交給 nginx，nginx 返回乙個網頁。然後將網頁需要發回請求的機器。然後層層封裝，最後到 mac 層。因為來的時候有源 mac 位址，返回的時候，源 mac 就變成了目標 mac，再返給請求的機器。
對於乙太網，第二層的最後面是crc，也就是迴圈冗餘檢測。通過 xor 異或的演算法，來計算整個包是否在傳送的過程中出現了錯誤，主要解決第三個問題。
這裡還有乙個沒有解決的問題，當源機器知道目標機器的時候，可以將目標位址放入包裡面，如果不知道呢？乙個廣播的網路裡面接入了 n 臺機器，我怎麼知道每個 mac 位址是誰呢？這就是arp 協議，也就是已知 ip 位址，求 mac 位址的協議。
廣而告之，傳送乙個廣播包，誰是這個 ip 誰來回答。具體詢問和回答的報文就像下面這樣：
為了避免每次都用 arp 請求，機器本地也會進行 arp 快取。當然機器會不斷地上線下線，ip 也可能會變，所以 arp 的 mac 位址快取過一段時間就會過期。
區域網
好了，至此我們宿
這種組網的方法，對乙個宿舍來說沒有問題，但是一旦機器數目增多，問題就出現了。因為 hub 是廣播的，不管某個介面是否需要，所有的 bit 都會被傳送出去，然後讓主機來判斷是不是需要。這種方式路上的車少就沒問題，車一多，產生衝突的概率就提高了。而且把不需要的包**過去，純屬浪費。看來 hub 這種不管三七二十一都**的裝置是不行了，需要點兒智慧型的。因為每個口都只連線一台電腦，這台電腦又不怎麼換 ip 和 mac 位址，只要記住這台電腦的 mac 位址，如果目標 mac 位址不是這台電腦的，這個口就不用**了。
誰能知道目標 mac 位址是否就是連線某個口的電腦的 mac 位址呢？這就需要乙個能把 mac 頭拿下來，檢查一下目標 mac 位址，然後根據策略**的裝置，按第二節課中講過的，這個裝置顯然是個二層裝置，我們稱為交換機。
交換機怎麼知道每個口的電腦的 mac 位址呢？這需要交換機會學習。
一台 mac1 電腦將乙個包傳送給另一台 mac2 電腦，當這個包到達交換機的時候，一開始交換機也不知道 mac2 的電腦在哪個口，所以沒辦法，它只能將包**給除了來的那個口之外的其他所有的口。但是，這個時候，交換機會幹一件非常聰明的事情，就是交換機會記住，mac1 是來自乙個明確的口。以後有包的目的位址是 mac1 的，直接傳送到這個口就可以了。
當交換機作為乙個關卡一樣，過了一段時間之後，就有了整個網路的乙個結構了，這個時候，基本上不用廣播了，全部可以準確**。當然，每個機器的 ip 位址會變，所在的口也會變，因而交換機上的學習的結果，我們稱為**表，是有乙個過期時間的。
總結
有三個重點需要你記住：
第一，mac 層是用來解決多路訪問的堵車問題的；
第二，arp 是通過吼的方式來尋找目標 mac 位址的，吼完之後記住一段時間，這個叫作快取；
第三，交換機是有 mac 位址學習能力的，學完了它就知道誰在哪兒了，不用廣播了。
網路協議 3 從物理層到 MAC 層
今天，我們來認識下物理層和mac層。日常生活中，身為 90 後的我們，如果不是通訊相關專業出身的，應該從來沒有接觸過物理層和 mac 層的裝置。我們接觸最多的，可能就是路由器了。而路由器實際上是第三層 網路層的裝置了。那咱們怎麼認識物理層呢？就不扯那些深奧的理論了，從宿舍聯機打魔獸說起吧。要想宿舍裡...
物理層 網路基礎
物理層 一 物理層與物理層協議的基本概念 1.功能 保證位元流通過傳輸介質的正確傳輸，為資料鏈路層提供資料傳輸服務。2.傳輸介質 連線物理層的傳輸介質可以有不同型別，如 線 同軸電纜 光纖與無線通訊線路。3.設定物理層的目的 由於計算機網路使用的傳輸介質與通訊裝置種類繁多，各種通訊線路 通訊技術存在...
網路基礎 物理層
物理層 1.為了完成訊號的傳輸物理層規定了如下特性 1 機械特性 指明通訊實體間硬體連線介面的機械特點 2 電氣特性 規定了在物理連線上導線的電氣連線及有關的電路的特性 3 功能特性 指明物理介面各條訊號線的用途 用法 4 規程特性 指明利用介面傳輸位流的全過程及各項用於傳輸的事件發生的合法順序。2...