一、集线器
你是一台电脑A希望与另一台电脑 B 建立通信，于是各开了一个网口，用一根网线连接了起来
有一天，一个新伙伴 C 加入了，但聪明的你们很快发现，可以每个人开两个网口 ，用一共三根网线，彼此相连
随着越来越多的人加入，你发现身上开的网口实在太多了，而且网线密密麻麻，混乱不堪
于是你们发明了一个中间设备，你们将网线都插到这个设备上，由这个设备做转发，就可以彼此之间通信了，本质上和原来一样，只不过网口的数量和网线的数量减少了，不再那么混乱。
你给它取名叫集线器 ，它仅仅是无脑将电信号转发到所有出口（广播） ，不做任何处理，你觉得它是没有智商的，因此把人家定性在了物理层。
由于转发到了所有出口，那 BCDE 四台机器怎么知道数据包是不是发给自己的呢？
首先，你要给所有的连接到集线器的设备，都起个名字。原来你们叫 ABCD，但现在需要一个更专业的，全局唯一 的名字作为标识，你把这个更高端的名字称为 MAC 地址。
你的 MAC 地址是 aa-aa-aa-aa-aa-aa，你的伙伴 b 的 MAC 地址是 bb-bb-bb-bb-bb-bb，以此类推，不重复就好。
这样，A 在发送数据包给 B 时，只要在头部拼接一个这样结构的数据，就可以了。
B 在收到数据包后，根据头部的目标 MAC 地址信息，判断这个数据包的确是发给自己的，于是便收下。
其他的 CDE 收到数据包后，根据头部的目标 MAC 地址信息，判断这个数据包并不是发给自己的，于是便丢弃。
二、交换机
虽然集线器使整个布局干净不少，但原来我只要发给电脑 B 的消息，现在却要发给连接到集线器中的所有电脑，这样既不安全，又不节省网络资源。
如果把这个集线器弄得更智能一些，只发给目标 MAC 地址指向的那台电脑，就好了。
虽然只比集线器多了这一点点区别，但看起来似乎有智能了，你把这东西叫做交换机 。也正因为这一点点智能，你把它放在了另一个层级，数据链路层。
交换机内部维护一张 MAC 地址表 ，记录着每一个 MAC 地址的设备，连接在其哪一个端口上。假如你仍然要发给 B 一个数据包，到达交换机时，交换机内部通过自己维护的 MAC 地址表，发现目标机器 B 的 MAC 地址 bb-bb-bb-bb-bb-bb 映射到了端口 1 上，于是把数据从 1 号端口发给了 B，完事
你给这个通过这样传输方式而组成的小范围的网络，叫做以太网。随着机器数量越多，交换机的端口也不够了，但聪明的你发现，只要将多个交换机连接起来，这个问题就轻而易举搞定
但是你要注意，上面那根红色的线，最终在 MAC 地址表中可不是一条记录呀，而是要把 EFGH 这四台机器与该端口（端口6）的映射全部记录在表中。
交换机已经无法记录如此庞大的映射关系了。
那我可不可以让那根红色的网线，接入一个新的设备 ，这个设备就跟电脑一样有自己独立的 MAC 地址，而且同时还能帮我把数据包做一次转发呢？
三、路由器
这个设备就是路由器， 它的功能就是，作为一台独立的拥有 MAC 地址的设备，并且可以帮我把数据包做一次转发**，** 你把它定在了网络层。
MAC地址就如同身份证上的身份证号码，具有唯一性。所以你又发明了IP 地址 。现在每一台电脑，同时有自己的 MAC 地址，又有自己的 IP 地址，只不过 IP 地址是软件层面上的，可以随时修改，MAC 地址一般是无法修改的。
1.A 给 C 发数据包，怎么知道是否要通过路由器转发呢？
答案：子网
如果源 IP 与目的 IP 处于一个子网，直接将包通过交换机发出去。
如果源 IP 与目的 IP 不处于一个子网，就交给路由器去处理。
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192.168.0.1 和 192.168.0.2 处于同一个子网
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192.168.0.1 和 192.168.1.1 处于不同子网
这两个是我们人为规定的，即我们想表示，对于 192.168.0.1 来说：
192.168.0.xxx 开头的，就算是在一个子网，否则就是在不同的子网。
2.A 如何知道，哪个设备是路由器？
答案：在 A 上要设置默认网关
上一步 A 通过是否与 C 在同一个子网内，判断出自己应该把包发给路由器，那路由器的 IP 是多少呢？
其实说发给路由器不准确，应该说 A 会把包发给默认网关。
对 A 来说，A 只能直接把包发给同处于一个子网下的某个 IP 上，所以发给路由器还是发给某个电脑，对 A 来说也不关心，只要这个设备有个 IP 地址就行。
所以默认网关，就是 A 在自己电脑里配置的一个 IP 地址，以便在发给不同子网的机器时，发给这个 IP 地址。
3.路由器如何知道C在哪里？
答案：路由表
现在 A 要给 C 发数据包，已经可以成功发到路由器这里了，最后一个问题就是，路由器怎么知道，收到的这个数据包，该从自己的哪个端口出去，才能直接（或间接）地最终到达目的地 C 呢。
路由器收到的数据包有目的 IP 也就是 C 的 IP 地址，需要转化成从自己的哪个端口出去，很容易想到，应该有个表，就像 MAC 地址表一样。
这个表就叫路由表。
4.发送数据包的数据链路层需要知道 MAC 地址，可是我只知道 IP 地址该怎么办呢？
答案：arp
假如你（A）此时不知道你同伴 B 的 MAC 地址，你只知道它的 IP 地址，你该怎么把数据包准确传给 B 呢？
答案很简单，在网络层，我需要把 IP 地址对应的 MAC 地址找到 ，也就是通过某种方式，找到 192.168.0.2 对应的 MAC 地址 BBBB。
这种方式就是 arp 协议 ，同时电脑 A 和 B 里面也会有一张 arp 缓存表 ，表中记录着 IP 与 MAC 地址的对应关系。
图解
A 给 F 发送一个数据包
原文视频：【你管这破玩意叫计算机？】 https://www.bilibili.com/video/BV19HcneGEBk/?share_source=copy_web\&vd_source=426e82144b8b4c2306bda741cd13a4f1