圖1：兩臺主機通信模型                                      

協議
A端加電壓，B端瞬間能接收到電壓信號。電壓信號分高電壓和低電壓，即0和1。假如A和B提前有個約定，每秒中A發送100個電壓信號給B，B每秒鐘接收100個電壓信號。這種規定單位時間內發送和接收信號量，就叫做 協議 .

網速
2的10次方是1024,大約為10的3次方。 2的20次方是1024與1024相乘，大約為 10的6次方。日常生活我們常聽到帶寬是4Mbps，就是每秒發送4 x 1024 x 1024 byte(字節)信息，換算成bit（比特）就是 1byte = 8 bites ，我們使用的 網速就是512 Kb/s

網卡
網速的大小還和網卡有關系，網卡大小表示主機每秒能調制出的信號量，比如有百兆網卡和千兆網卡，但也受傳輸介質的限制。

                          圖2：多臺主機通信模型

廣播
在多臺主機通信的模型中，A如果要和B主機通信，首先是向所有主機發送信息，詢問誰是B主機，這種通信方式叫做廣播。

MAC機制
每個主機都能接收到A的信息，當發現不是發送給自己時，就會丟掉信息，這種識別的機制就叫做MAC 媒體訪問控制

CMACD
由於多臺主機使用的是一個介質通信，這種線纜一次只能允許一種電壓信號通信，就必然存在先後問題。每個主機使用線纜通信前，先發出探測信號，確保別的主機沒有在用這個線纜，如果別的主機正在使用，那麽就會暫停一定的隨機時間，再次探測。這種機制就叫做底層信道征用，CMACD。日常所說的以太網就是這種機制為特征的網絡。

集線器（HUB）
如圖所示，如果要再加一臺主機，就需要把線纜再拆一個接口，一般我們叫做T型口。為了方便，我們可以把整條線纜看做一個有著多個接口的設備，我們稱為集線器。

中繼器
隨著傳輸距離的增加，信號會有一定的衰減，就需要在一定的距離間加上信號放大的設備，我們稱為中繼器。

                     圖3：兩組主機模型

沖突域：彼此能占用信道的區域。

網橋
當同一個線纜上的主機增多，就是在同一個沖突域的主機就會增加，通信效率就會降低，那我們就需要把網絡隔離開，這種設備就叫做網橋。

網橋的功能：
每個子網連接一個網橋的接口，網橋內部有一個芯片，記錄著哪些主機在哪個接口上，當一個子網中的主機要通信時，它會向網絡中發送廣播，網橋上的接口就接口會收到它的數據報文，然後根據芯片的上的信息判斷目標主機是不是在該子網中，如果在，就會不會轉發出去，如果不在，就轉發出去。這樣就達到隔離的目的。

         圖4：交換機網絡模型

交換機
如果把網橋連接著的子網極限化，即每個接口只有一個主機，那該設備就是交換機。交換機內部有交叉點陣列，每兩個主機通信時不會影響第三個主機通信和第四個主機通信。

記錄表
動態學習的方式：適用在交換機上的主機變動比較頻繁的時候。交換機芯片就會每隔一定時間向所有接口發送報文，來判斷該接口上的主機還在不在。如果有新的主機接入，就會更新記錄表中的信息。
靜態學習的方式：適用於交換機上的主機比較固定的時候。這時候就可以手動更改記錄表中的信息。
動態學習的方式對交換機的負載要求高。

廣播風暴
雖然交換機內部的交叉點陣列不影響建立連接後的通信，但是在主機建立連接前，還是會通過廣播的方式向該交換機上的所有主機發送數據報文，當一個交換機上的主機增多時候，就會形成廣播風暴。

                   圖5：多交換網絡模型

當交換機m上的主機增多時，考慮到廣播風暴，必須要把大網絡分割成幾個子網，試著再加一臺交換機，當主機A要開始通信時，向網絡中發送廣播，交換機n同樣會收到A的廣播報文，m上的主機同樣能收到，並沒有到達隔離廣播的目的。

邏輯地址
那可以在兩臺交換機之間加一臺設備，讓它能智能判斷如果目標地址是本交換機上的設備，那就不轉發報文。這時候要引入邏輯地址的概念。
首先要明白，同一個交換機上的主機一定是是通過物理地址通信。即MAC地址，這個地址每個網卡都是全球唯一的。

通信過程：
主機A要和主機E通信，報文樣式為：1.1----2.1，然後在外部封裝一個自己的源MAC地址，向網絡中開始廣播。報文到達路由器的上口，路由器接口也是有MAC地址。會拆開MAC地址，然後看到目標主機的邏輯地址是2.1，判斷主機不在1.0網絡中，此接口就開始轉發數據報文到路由器下口。如果在是1.3，那麽上口就不會轉發次數據包，就能到達隔離廣播的目的。
下口在數據包外部封裝一個自己的MAC地址，然後開始向2.0網絡中的所有主機廣播，數據包到達2.1主機時，拆開外部報文，發現目標的邏輯地址和自己的一樣，就開始向下口發送自己的MAC地址，下口會將此MAC地址轉發給A主機，這樣，主機A和主機B就建立通信了。

網絡原理基礎（1）