全家福

两台主机如何连接起来？

• 在网络诞生之前，电脑之间都是单机运行，没有网卡、没有网线、没有协议栈，数据传输主要通过软盘、光盘等介质。

网线来了

• 【网线+网卡+协议栈】三要素，是组成“最小单元网络”的基础，缺一不可
• 网线提供物理介质，承载比特率/电信号。（类似电话线承载语音流/模拟信号）
• 网卡进行数据处理，例如将电脑磁盘上的数据/字节转换为网线上的电流/比特，将比特流转换为数据。
• 协议栈作为沟通语言，实现通信过程中的数据解析、地址寻址、流控制等。

网线不够长怎么办

• 终端之间如果举例太远，一旦超过网线物理传输距离上限，则数据开始丢失。

中继器来了

• 中继器是一种物理层产品，能够对信息进行中继和放大，实现设备远距离传输

中继口不够怎么办

• 中继器一般只有两个接口，意味着如果网络中超过三个终端主机的话，则无法实现多主机直接的数据通信。

集线器来了

• 集线器是一种“多口中继器”，也是属于物理层产品，能够对信息进行中继和放大，从任意接口收到的数据，会往其他所有接口泛洪
• 集线器不识别数据的寻址信息和上层内容，无法对终端主机进行隔离，多个主机处于同一个冲突域中，采用集线器网络，带宽利用率较低。
• 冲突域就是如果多台主机同时通信会发生冲突，这多台主机就处于一个冲突域。为什么会冲突？如果同一时间有多个人说话，就根本听不清，所以同一时间只能有一个人（主机）说话（发送数据）。

怎么解决冲突？网桥来了

• 网桥是一种链路层产品，能够记录终端主机的MAC地址并生成MAC表，MAC表相当于“地图”，网桥根据MAC表转发主机之间的数据流。
• 网桥能够进行冲突域隔离，有效的提高网络带宽利用率，不同接口之间的数据不会相互冲突。例如PC1发送给PC2的数据不会转发到右边（E2口）。
• 冲突域隔离就是把大房子隔成很多单间，每个单间的人都可以同时说话，而且每个房间的声音还不会相互干扰。
• 网桥的接口比较有限，默认是两个接口，对网络的冲突隔离比较有限，网桥没有专门的硬件而是采用CPU来处理数据，相对速度不够快。

不够快怎么办？交换机来了

• 交换机是一种链路层产品，能够记录终端主机的MAC地址并生成MAC表，MAC表相当于“地图”，交换机根据MAC表转发主机之间的数据流。
• 交换机是在网桥的基础上进行延伸和升级，相比网桥，主要有几个优势：(1)接口数量更加密集（每个主机在独立的冲突域，带宽利用率大大提高）；(2)采用专用ASIC硬件芯片进行高速转发；(3)能够进行VLAN隔离（不仅仅可以隔离冲突域，而且通过VLAN隔离广播域）
• 交换机是一种局域网产品，一般用于本地网络，无法实现远程广域网通信

不够远怎么办？路由器来了

• 路由器是一种网络层产品，基于IP寻址，采用路由表实现数据转发。
• 路由器主要用于连接不同局域网（可以是不同介质，如令牌网和以太网可以互通），实现广播域隔离，也可以用于远程通信（广域网连接）
• 广播域，指网络中的某一设备同时向网络中所有的其它设备发送数据，这个数据所能广播到的范围即为广播域。形象比喻，之前party大家玩不同游戏的进入了不同的房间（冲突域），这时候主人拿起麦克风说两句，感谢大家的到来，这时候每个房间都听得到，这个房子就是一个广播域。主人讲话只有屋子里的人听到，家在对面马路的marry可是听不见的，这就是广播域隔离。
• 路由器诞生是互联网大爆发的主要原因，跨介质跨地理的网络大融合称为现实。
• IP协议等逻辑寻址机制是实现不同类型局域网连通的关键，不同局域网的主机只要有配置逻辑地址（IP地址），有合理的逻辑地址规划（网段规划），则可以通信；

总结

参考资料
[1]《SDN从入门到精通》