物理层

假如我们自己来尝试搭建一个局域网，首先要有两台以上的机器还有用来连接机器的设备。先从最简单的两台机器开始。我可以用两台电脑，用一根网线互相连接，不过要把1，3和2,6线口互换才能做到一端发送一端接收。然后给两台电脑配置同一网段的ip，这样两台电脑的局域网就好了。

现在电脑多起来了，上面的方式肯定不好使了。我们可以用一个集线器就是bub，所有电脑都连接这个hub上，集线器通过广播的方式发送信息，每台电脑向网络中发消息都会通过集线器广播。

这样物理层，也就是一层设备搭建就完成了。但是我们还要考虑以下几个题

1. 消息要发向谁？谁来接收消息

2. 多台机器同时发送消息会不会出现乱套，有没有先后循序的机制

3. 发送消息过程中如果出错如何处理

链路层

以上的三个问题其实就是二层要考虑的问题，也就是网络链路层，也就是mac层，先来看看 一个消息体组成成分：

目标MAC制定了数据要发送的主机物理链路地址，这就解决了第一个问题。接下来就是类型，大部分类型是IP数据包，IP数据包中有包含TCP包，UDP包以及HTTP包等，这些都是上层的协议内容了。 数据包被广播出去后，对应目标MAC的主机接收到数据包，打开mac头发现ip是自己的，然后就继续打开TCP包发现端口是自己的也就是80，假如要访问的网站服务通过Nginx代理，Nginx监听的就是80端口。然后请求就交给Nginx，Nginx返回一个网页，把返回数据也打到一个数据包中原路返回，不过目标MAC和源MAC要反过来。

对于第二个问题我们称之为“多路访问”，有以下解决方案

一是信道划分，分多个通道，你走你的我走我的，互不干扰

二是轮流协议，就是这段时间一部分通道可用，过一段时间另外一部分通道可用。

三是“随机接入协议”，不管三七二十一就是发，走不通就回去。

以太网就是用第三个协议。

对于以太网，最后一段是CRC，也即是循环冗余检测，他通过XOR异或算法检测发送过程中是否出现了错误，主要解决第三个问题。

还有个问题就是我已经知道目标MAC地址的话就把他放到请求包头中，如果不知道呢，这个时候要通过IP获取MAC地址，就是ARP协议。为了避免每次访问都要经过ARP协议，主机会把获取到的MAC地址在本地缓存，并定期清理。

到此为止用hub就可以搭建一个稍大一点的局域网。但是hub有个缺点就是所有的请求都是广播，不管接收者是谁就一并转发。导致每个主机都要判断这个请求是不是我需要的。这样一是资源比较浪费，而且一旦机器多起来了难免不出现混乱。还是需要一个能记住MAC地址的设备。这就是二层设备交换机。交换机在转发请求的时候第一次除了广播消息之外还会把目标MAC记录下来，这样下次同样发送到这个目标mac的数据包就不用转发给其他机器了，一段时间后交换机通过学习就会有所有主机的MAC地址，之后每次转发都只会转发到目标MAC主机。所以通过交换机你就可以搭建更大的局域网而无忧了。