计算机网络的那些事1

由于A,B,C,D四个主机，共用一个信道，导致如果A与B进行通信，就会占用I信道，使得其他主机无法通信。为了解决这个问题，出现了网桥。

网桥，顾名思义，就是连接2个网络的一座桥。显然，通过网桥实现分而治之，A与B通信不会影响C与D通信；早期，网桥上只有2个接口，后来发展为多个接口。

具有多个接口的网桥，即为交换机。这样的话，主机实际上只与交换机上的接口冲突，也就是说，A发信号给B的同时，B无法发送信号。实际上，就是半双工状态；如果给主机2个接口同交换机相连，一个用于发，一个用于收，于是，就实现了全双工。如果A发信号给B，交换机接到后，会进行广播，试想下，如果交换机上的主机很多的话，那么这样的广播将相当浪费资源。

引入路由器，将本地通信隔离开。使用多个交换机，并由路由器进行连接。路由器就是用于连接不同网络的。路由器上的接口R1，R2就是网关，比如R1这个网关同A,B,C,D在同一网络，R2这个网关同E,F在同一个网络。

对于图4进行分析。

如果是本地网络通信，比如A和B进行通信的话。

假设A的逻辑地址为1.1，B的逻辑地址为1.2，A要发信号给B，但是A并不知道B的物理地址，也即是MAC-B。于是，A发起一个广播信号寻找B，B收到信号后，告诉A自己的MAC地址。于是A知道了B的物理地址。可以发现，其实广播的过程，就是实现了逻辑地址到物理地址的转换。对于本地通信，路由器会进行隔离，E,F并不会收到广播信号。

如果是跨网络通信，比如A与E进行通信的话。

假设A的逻辑地址为1.1，E的逻辑地址为2.1，A要发信号给E。首先，直观上，我们可以知道A,E并不处于同一个网络，即不是本地网络通信。

第一，那么计算机是如何知道并识别它们不是一个网络的呢?

第二，跨网络，路由器如何进行路由转发？

第三，消息如果最后送达E，那么E上的哪个应用程序进行处理？

其实是这样的：

第一，逻辑地址，应该分为2段，分别标示网络段和主机段。【逻辑地址，说白了，就是IP】

第二，子网掩码用于取得逻辑地址的网络段。

【将IP与子网掩码按位相与即可】

打个比方：

A的逻辑地址为

0000 0001 .  0000 0001

和子网掩码  相与

1111 1111 .  0000  0000

【注意1与任何相与，是本身；0与任何相与是0】

通过计算就是可以得到网络段部分了。

第三，路由器中，不论是动态学习也好，还是手动维护也好，里面都有一张路由表：

网络段  转发接口

x.y.z.w  R1

A.B.C.D  R2

......

类似的，交换机中，也应该存在一张MAC表：

主机 MAC地址

A    MAC-A

B    MAC-B

......

第三，总而言之，可以这样说，IP实现了主机到主机的通信，MAC实现了本地网络通信，端口则实现了同一主机上的不同进程的通信。