標  題: 通過小故事學習網絡硬件協議
 
      為了配合改革開放的步伐，以及盡快使生活進入小康，老張決定自力更生，開一個養豬場。剛開始的時候老張買了15頭豬，只有一個豬圈，老張每天都親自拿著簸箕到豬圈里喂豬，后來老張又相繼買了20頭豬，這樣老張每天就要拿很多的豬飼料到豬圈里去，很是麻煩。為了解決這
一個問題，老張決定實現養豬網絡化，他自己組建了一個以太網(Ethernet)飼料槽，并把網絡引到了離家很近的地方，這樣每天只需要把豬飼料分成一份一份打包倒到以太網槽里，豬們就可以自己去吃了。

　老張的豬越長越胖，這時候就出現了一些問題。以太網是基于CSMA/CD(載波偵聽多路訪問/沖突檢測)技術的，飼料倒到槽里，豬們都爭著去吃，場面顯得非常擁擠，按老張的話說，那叫"介質爭用"。為了解決介質爭用的問題，老張自主研發了集線器和交換機，并在豬圈中使用了分段技術，把豬分成一堆一堆，給它們起名字，稱為MAC地址。通常是食量大的豬用集線器集合成一堆，食量小的豬分成一堆，然后它們通過集線器后再上接到交換機，最后通過交換機連接到老張家里。這樣做就很好地解決了介質爭用的問題，以太網交換機的每個端口可以提供專用帶寬，保證了各種不同的豬都可以吃飽。

　老張的生意開始好起來，他又投資開了另外一個豬圈。愛因斯坦說，在解決問題時，我們不可能使用產生問題時的相同想法。老張為了避免再次發生以太網帶來的問題，在第二個豬圈里布置了另外一種方案--令牌環網(Token Ring)飼料槽方案。這種組網方式采用的是沖突避免機制，豬們之間傳遞一個令牌，誰拿到令牌，誰就可以去吃飼料，這樣就不會象以太網那樣爭先恐后的場面出現。很快老張又開了第三個豬圈，令牌環網也存在一定的問題，比如，令牌是公平傳遞的，這樣可能當中會有些豬很餓，但它們還沒拿到令牌，只能夠等待，而那些拿到令牌的豬又很可能是不餓的，但它們不能立刻交出令牌，因為規定了傳遞令牌的時間限制。于是老張在第三個豬圈中對令牌環進行了改良，首先他使用了更高傳輸速率的網槽，其次使用兩個令牌環，兩個令牌環傳遞令牌的方向是相反的，叫"逆向旋轉"，兩個令牌環一個是主環一個是從環，主環傳輸，從環備份。老張給這種組網方式起了個名字叫FDDI(光纖分布式數據接口)。除了喂飼料，豬圈之間有時也需要一些交流，為了體現對豬們的關心，老張還在豬圈之間架設了轉換網橋。這樣，不同網絡結構之間的豬GG和豬MM們就可以經常通信了。
　
　老張的生意越做越火暴，這時候又出現了新的問題。第一個就是豬多了，網槽卻很窄，這種窄帶的傳輸方法已經顯得越來越吃力。第二就是豬圈大了什么豬都有，龍蛇混雜，豬們當中產生了很多廣播的問題。比如豬圈里有只叫比爾該死的，特別聰明，經常向其他笨豬宣講寬帶接入的知識，但同時又有一只叫李紅痔的，經常廣播一些發爛功的信息騷擾別人，豬們的意見很大。在豬圈里，支持改造豬圈環境的聲音越來越大。為了體現老張的民主，以及反映新中國純情少豬的當家作主，老張決定對網絡來一次全面的改革。
　
　首先是廣播問題，老張冥思苦想之下，終于發明了路由器，使用第三層的交換技術，可以把局域網隔離，每頭豬只能收到自己所在局域網內的廣播信息。這樣大家的廣播信息就不會混在一起了。老張為每頭豬都指定了一個IP地址，路由器根據IP地址進行轉發。另外老張還使用了分級設計的方法，大大提高了傳輸效率。每天老張只需要用IP地址和MAC地址將飼料打包，傳到路由器上，然后路由器自動向豬們發出一個ARP(地址解析協議)請求，看看這份飼料是屬于哪一頭豬的，再把飼料包發送給它，這樣做大大完善了網絡的功能。同時老張還想到了一種叫PPPOE(以太網承載點對點協議)的認證，如果哪頭豬餓了，只需要通過輸入帳號和密碼上網，就可以發出請求以便老張識別它們，分別給他們喂飼料。然后要解決的是帶寬的問題，老張把光飼料槽拉到了豬圈，叫FTTH(光纖到"豬圈” [大樓])。這一點很容易實現，而難題就在于所謂的"最后一公里"問題，由于豬圈里環境復雜，無法進行光飼料槽的布線。于是老張又想了個辦法，那就是對原有的網絡進行改造，同時預見到豬的要求會越來越高，有些豬可能不但要吃飼料，還要喝可口可樂等的高級傳輸要求，老張使用了一種新的技術--ATM(異步傳輸模式)交換，這種交換可以把豬飼料分成更細的信元，在原有網絡上進行傳輸，并且通過一個叫BAS(寬帶接入服務器)的東西可以把ATM網絡和老張的寬帶主干網連接起來。ATM還提供面向連接，提供多業務，又因為ATM寬帶接入的上下行速率是不對稱的，上行只有640kbps而下行達到8Mbps，豬們管它叫ADSL(非對稱用戶線路)。

　　又過了一些時間，ATM網也顯現了一些缺點，比如說ATM交換機比較昂貴，同時基于 ATM網的ADSL需要在接入層使用BAS轉換，形成瓶頸，且BAS設備也價值不菲的原因，令到網絡的可縮放性始終得不到提高。于是老張研制了基于以太網上行接口的DSLAM(DSLAM是二層的寬帶接入設備)，把ATM信元轉換成IP包的工作放到了二層，這樣就不需要再使用昂貴的BAS了。雖然寬帶走到這一步幾乎是十分完善了，但老張的前進步伐還是沒有停下來，他還建造了VDSL(對稱用戶線路)，實現了對稱的上下行速率，實現了豬們的互動網絡需求。
　
　 再后來老 張的豬出口海內外，在全國設立分公司，為了適應遠程辦公， 老張又開發了VPN(虛擬專用 網絡)，包括PPTP(點到點隧道)、L2TP(二層網絡隧道)和GRE(普通路由封裝)三層隧道協議等 等。
http://www.blog.edu.cn/user1/20989/archives/2005/367533.shtml
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