交换机如何碾压集线器？

集线器的统治

集线器（Hub)这个“笨蛋”统治我们的局域网已经有好几年了，我们都敢怒而不敢言。

集线器之所以能控制我们这几台电脑， 是因为从我们的网卡扯出的网线都会连接到它的身上，他把这些连接点叫做端口；

我们想和别人通讯，必须要通过这些集线器的端口发送数据，然后由集线器来转发。

比如某一天，我(PC1)想和PC4聊聊天，发送了一个数据包给集线器，照理说集线器应该把这个数据包转发给PC4吧！

不是这样的！这个笨蛋仅仅知道它的端口是否连上了设备，至于设备是谁，他根本不管！

那他怎么发送数据？

简单而粗暴！他把数据包向所有的端口都转发了一遍，这样PC2, PC3, PC4都会收到。

但是我们这些电脑约定好了， 只要不是发给你的数据包，简单就丢弃就行。

所以PC2, PC3就需要检查一下数据包中的目标MAC地址（这是唯一能标志我们电脑网卡的东西），看看是不是自己，不是的话就简单丢弃。

这是一种效率挺低的办法，集线器得意的把它成为“广播”。

后来我们几台电脑发现了集线器的秘密，实际上它根本不懂得网络协议这一套东西，它不懂得MAC地址，IP地址，数据帧，IP包，对它来说，就是0和1这样的二进制流。

当表示0或者1的bit到达一个端口时，集线器会重新生成这个bit，将其能量强度放大，并将该bit从其他端口传输出去。仅此而已，它是个典型的物理层设备。

我们这些支持TCP/IP的电脑居然被这么一个笨家伙给统治了，真是可悲。

广播的方式在网络中电脑很少的情况下勉强凑合，但是随着联网的电脑越来越多，不幸的事情就发生了。

想象一下，PC1向PC4发送数据，与此同时， PC2也要向PC3发送数据， 网络上就出现了广播的冲突。

为了解决这个问题，我们只好再次约定，如果出现了冲突，每个电脑都要等待一段随机的时间，然后再尝试发送。

我们几个决定推翻他的统治，想来想去，也只有罢工这一条路。

主人发现网络不通了，仔细检查了电脑，我们都表现得很正常，于是怀疑的矛头就被指向了笨蛋集线器， 主人把他换掉了。

一个新的设备在我们的欢呼声中入住局域网。

我是交换机

我听到了咔嗒咔嗒的声音，意识到我的那些端口应该被连接上了网线，网线的那头儿就是电脑。

我立刻感到了不同寻常的气氛，这些电脑对我的到来简直是兴奋得过了头。

根据我的经验，他们这是深受集线器统治之苦。

这不，一个数据包马上就从我的端口1 发了过来。

我一看源地址是MAC_PC1，立刻就在我的MAC地址表中记了一笔：端口1 <--> MAC_PC1

这样，下一次如果有电脑发送数据包给MAC_PC1的话，我就知道直接转发到端口1就行了，那里肯定连着PC1

但是目前这个数据包的目标地址MAC_PC4，我不知道是在那个端口，按照规定，只好广播到所有端口了！

我似乎感受到了有两个电脑在抱怨：“这不是发给我的，真烦人，丢弃！这新来的家伙也没什么本事嘛！还是广播！”

我隐忍不发，过了一会儿，PC4向端口4发了一个数据包：

我立刻更新我的MAC地址表，记录下端口4上连着PC4。

这个数据包是发给MAC_PC1的，之前我已经得知端口1上连接着PC1， 就可以直接转发过去了，不用再广播了！

不久以后，我就得知了每个端口都和谁相连， 我就可以精确地向特定目的地转发数据包了。

这一天，我偷偷地拆开了他们之间通信的几个数据包（这是严重违反规定的！我只能查看数据链路层的东西），发现他们几个有趣的通信：

PC1 : 我觉得新来的家伙不错啊，现在发数据快多了啊。

PC2 : 是啊是啊，关键是冲突很少了，这家伙似乎可以准确地把数据转发到目的地。

PC1: 他是怎么做到的？

PC2: 肯定是记录下了端口和设备的关系

PC1: 嗯，他也没问我们要啊。

PC2: 肯定是自己学习的，没想到还挺智能的嘛，哈哈。

PC3：我们几个整天在这个小局域网内转悠，我听说外边的互联网非常精彩啊，要不去看看？

PC4: 怎么才能去到互联网？

......

到底怎么才能连上互联网？ 请移步《我是一个网卡》