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我相信我们都玩过一款特别火的游戏：帝国时代。小时候想要玩帝国时代，需要到软件城购买盗版光盘安装（大概 3 大约一美元，当时觉得很便宜，谁认为现在有了网络是免费的）。下载完成后，只能进行单机模式。

小 A 是帝国时代的大神，他打通了游戏的所有关卡，可以单挑 8 一台疯狂的电脑。渐渐地，他感到无聊，想和朋友们在一起 PK。

但是如何实现两台设备的互联呢？ A 非常聪明，他发明了类似的东西 USB 口可以传输数据的端口，他命名为网口。小 A 你的电脑和小电脑通过网线 B 网口相连，实现了两台电脑之间的互连。

两个朋友很开心，在网上玩，然后路过的小朋友 C 看见了，小 C 也要加入。但是我们知道，每台电脑只有一个网口，三台电脑无法连接。我们该怎么办？

这时候小 B 出了一个主意：咱们再找一台计算机，给他多设计几个网口，我们每个人都连到这台计算机的网口上，不也实现咱们哥几个之间的互连了吗。

所以他们设计了一台微型计算机，它有多个网口，专门实现多台计算机的互联。这台微型计算机就是集线器。顾名思义，集线器它起到了集网线、实现初级网络交换的作用。集线器通过网线直接传输数据。我们说他在工作物理层。

有了集线器，越来越多的小伙伴加入游戏，小伙伴 D、小 E 等人都来了。然而，集线器有一个问题。由于它与每个设备相连，他无法区分具体信息发送给谁，只能广泛广播。例如小 A 本来想问小 C：你吃了吗？结果小 B，小 D 和小 E 所有连接到集线器的用户都收到了这个信息，因为它在同一个网络上，很小 A 其他人说话时不能说话，否则信息之间会发生碰撞，造成错误。我们称之为相同的设备冲突域内。

这样的设备用户体验很差，所以朋友们一起讨论改进措施。这时，聪明的小 D 说话:我们给这个设备加了一个指令，这样他就可以根据网口名称自动搜索和传输数据。例如，我把小的 A 网口命名为 macA，将小 C 的命名为 macC，这时如果小 A 想把数据传递给小数据 C，设备将根据网口名称 macA 和 macC 自动从数据 A 计算机传输 C 在电脑里，不要小 B、小 D 和小 E 收到。也就是说，该设备解决了冲突问题，实现了两台计算机之间的互联，大大提高了网络之间的传输速度。我们称之为交换机。由于交换机根据网口地址传输信息，比网线直接传输多了一步，我们还说交换机正在工作数据链路层。

这一次，朋友们很开心，他们玩得很开心。渐渐地，他们在当地出名了，吸引了越来越多的朋友加入他们的团队。直到有一天，一个外村的小伙子突然来找他，希望能和他们互联，实现跨村的网络对战。 小 A 是的，于是他们找到了一条超长的网线，将两个村庄的交换机连接在一起。结果发现了一件奇怪的事情:两个村庄不能互相交流。怎么了，原来那边的电脑和他们用的不是操作系统，导致信息传输形式不匹配。在此期间，其他村庄的人也来找小村庄 A，可是小 A 发现每个村庄使用的操作系统不同。

?怎么办？难道以后只能各自村子玩各自的了吗？为了解决这个问题，村里的朋友们坐在一起组织了一次会议，最终得到了一套解决方案：使用相同的信息传输形式（不像秦始皇统一衡量）。如何实现？小伙伴们规定，不同的村庄首先在各自的操作系统增加一套相同的协议。通信不同村庄时，信息通过协议加工成统一形式，然后通过特殊设备传输。这种设备叫做路由器。路由器通过 IP 我们说它在计算机上工作网络层。

这样，经过这样一系列的改装，小 A 最后，村民们实现了整个乡镇的通信。随着越来越多的城市人加入小城市 A 的协议，小 A 带领村民逐步实现全市、全国乃至全世界的通信。这套协议是 TCP/IP 协议簇，就这样形成了互联网。

后来，隔壁村的两只狗和小狗 A 输掉了游戏，但他不相信.于是；他联系了一群狐狸朋友和狗朋友，和他们串通得很好，每天给小朋友一个固定的时间 A 他们村发消息，里面什么都有，比如"打雷，下雨收衣服！"、人是他妈妈生的，妖是妖他妈妈生的你妈贵姓"等等。做得小 A 他们玩游戏卡死了，最后网络崩溃了。这就是。"拒绝服务攻击”（DoS攻击）。

那怎么办？聪明的小 E 新设备的发明。该设备可以监控进出村网络的通信量，并规定哪些数据可以进出，哪些数据不能进出，从而抵制对村庄构成威胁的数据。他们设置二狗子村的数据禁止访问，这样二狗子和他朋友就不能攻击到小 A 他们村的网络。每个人都认为两只狗就像火一样，这个东西可以防止它们，所以个设备取名防火墙(硬件)。后来小 E 我觉得每台电脑都有一堵防火墙，但每个家庭都买了一堵防火墙太贵了，所以他自学编程，在电脑上编写了一个杀毒软件来过滤不必要的信息，这就是软件防火墙。

防火墙，小 A 他们村（局域网）别担心外村（互联网）随意访问他们的数据，不用担心村里的孩子**小电影了。

即使现在整个网络已经遍布全世界，在小的时候 A 和村里的朋友打帝国时代，还是用交换机。路由器和防火墙只有在与更大的外部世界交流时才能使用。 总结：交换机适用于局域网内互联，路由器实现全网段互联，防火墙用于过滤交互中不需要的数据。

它们之间的联系是这样的:路由器-防火墙-交换机，然后交换机连接其他网络设备。

双绞铜线是最便宜、最常用的引导传输媒介，多年来一直用于电话网络。从电话到本地电话交换机的连接超过了 99% 双绞铜线铜线，比如下面是双绞铜线的实物图

双绞铜线由两根绝缘铜线组成，每根铜线约为 1cm 厚，以规则的螺旋形状排列。通常，许多双绞线绑在一起形成电缆，并在双绞线填充物外面覆盖保护层。一对电缆构成通信链路。无屏蔽双绞线通常用于局域网（LAN）中。

与双绞线类似，同轴电缆也由两个铜导体组成，以下是实物图

借助这种结构和特殊的绝缘和保护层，同轴电缆可以达到较高的传输速率，同轴电缆广泛应用于电缆电视系统中。同轴电缆通常是用户指导的共享媒介。

光纤是一种能引导光脉冲的细而柔软的媒介。每个脉冲表示一个比特。光纤可以支持高达数十甚至数百的比特率 Gbps。它们不受电磁干扰。光纤是一种引导物理媒介，以下是光纤的实物图

光纤一般用于长途电话网络，光纤也广泛应用于因特网的主干。

无线电信道承载电磁频谱中的信号。不需要安装物理线路，有能力穿透墙壁，与移动用户提供连接，长途承载信号。

卫星电信道连接地球上的两个多个微博发射器/接收器，它们称为地面站。通信中经常使用两类卫星：同步卫星和近地卫星。

根据 OSI模型 的网络体系划分，自底向上，路由器 工作在第三层（网络层），而我们常说的 交换机 工作在第二层（链路层）（目前有更加高级的三层交换机，四层交换机，甚至还有七层交换机）

路由器与交换机的主要工作如下： 路由器：寻址，转发（依靠 IP 地址） 交换机：过滤，转发（依靠 MAC 地址）

我们可以看出这两者的主要工作就是转发数据，但是不同之处是，依靠的地址不同，这是一个根本区别！

路由器 内有一份路由表，里面有它的寻址信息（就像是一张地图），在收到网络层的数据报后，会根据路由表和选路算法将数据报转发到下一站（可能是路由器、交换机、目的主机）

交换机 内有一张MAC表，里面存放着和它相连的所有设备的MAC地址，它会根据收到的数据帧的首部信息内的目的MAC地址在自己的表中查找，如果有就转发，如果没有就放弃

我们来看一个网络拓扑图例子：

通过拓扑图我们应该知道： 每一个 路由器 与其之下连接的设备，其实构成一个局域网 交换机 工作在 路由器 之下，就是也就是交换机工作在局域网内 交换机 用于局域网内网的数据转发，路由器 用于连接局域网和外网

举个例子加深一下理解： 我们每个人相当于主机，路由器相当于快递员，宿管相当于交换机，学校是一个局域网 快递员根据学校地址（IP）把包裹送到学校，再根据公寓号（子网IP）把快递交给这个公寓的宿管，宿管根据你的名字（MAC）交给你