从设备分析计算机网络

为了实现计算机网络的通信，最简单的我们可以直接将计算机用网线连接起来，这样两台计算机之间就可以通信了
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但是设备多了以后，想要实现计算机的通信，自然线也就多了起来，且连接的错乱复杂

这时会出现了一个中间设备HUB集线器

集线器上连接的设备之间的通信使用广播，设备A想发送数据到设备B，将数据加上源地址和目标地址的MAC地址封装成帧（也就是我们平时所说的MAC帧），然后进行广播，B听到以后进行接收

很明显这样如果多个设备同时广播会造成信息的干扰，所以就有了CSMA/CD协议，在发生前先侦听，信道上没人在发数据才发送，并且在发送的时候进行碰撞检测，一旦发生了碰撞就停止发送

这样每次只有一个设备能发送数据，链路的利用率很低，只适合很小的规模的网络，所以又有了交换机进行改进
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交换机记录了每台设备的MAC地址和交换机的端口的映射关系，这样就可以由交换机实现一对一的数据发送而不用广播，并且交换机使用的线实际上就可以是现在的网线，可以进行全双工的通信

但是交换机在最初维系的映射关系表是空表，要有一个建表的过程，建表的时候依旧是在广播

交换机可以进行桥接，所有有人想用交换机区去连接全世界的互联网，但只用交换机去连接全世界的设备进行通信也是不太现实的，因为

① 交换机维系的记录表记录的数量只有几千个，所以并不是所有的地址都能被记录

② 没有被记录的地址会使用广播进行查找，可能会造成消息的洪范，效率也很低

所以使用MAC地址和交换机去进行网络的连接也只适合小范围，主机数量少的的网络，为了让全世界的网络进行通信，就有了路由器
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通过路由器去连接两个网络，为了在网络层面去标识每个主机，就有了IP地址，IP地址不仅仅是去标识每个计算机，更重要的是去标识一个网络，通过子网掩码等东西判断当前设备在哪个网络下，就更便于数据的转发

为什么有了IP地址还需要MAC地址
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IP地址是不能直接用来通信的，他只是一个抽象的地址，我们通信还是需要真实的MAC地址，主机A向主机C跨网段发送消息，虽然IP数据包写的源地址和目的地址都是A和C的IP地址，但是经过不同的路由器进行转发都要把源目的MAC地址变成当前的MAC地址和下一跳的目的地址才能通信