第5讲 | 从物理层到MAC层：如何在宿舍里自己组网玩联机游戏？

第一层（物理层）

水晶头要做交叉线，用的就是所谓的 1－3、2－6 交叉接法。

有一个叫做 Hub 的东西，也就是集线器。这种设备有多个口，可以将宿舍里的多台电脑连接起来。但是，和交换机不同，集线器没有大脑，它完全在物理层工作。它会将自己收到的每一个字节，都复制到其他端口上去。这是第一层物理层联通的方案。

第二层（数据链路层）

MAC 的全称是 Medium Access Control，即媒体访问控制。控制什么呢？其实就是控制在往媒体上发数据的时候，谁先发、谁后发的问题。防止发生混乱。这解决的是第二个问题。这个问题中的规则，学名叫多路访问。

三种方式：

方式一：分多个车道。每个车一个车道，你走你的，我走我的。这在计算机网络里叫作信道划分；

方式二：今天单号出行，明天双号出行，轮着来。这在计算机网络里叫作轮流协议；

方式三：不管三七二十一，有事儿先出门，发现特堵，就回去。错过高峰再出。我们叫作随机接入协议。著名的以太网，用的就是这个方式。

ARP 协议，也就是已知 IP 地址，求 MAC 地址的协议。

因为集线器（Hub）的每个口都只连接一台电脑，这台电脑又不怎么换IP和MAC地址，所以集线器需要智能一些，能够记住每个口的MAC地址是啥，当集线器收到一个网络包时，能够解析网络包的MAC头，查看该网络包的目标MAC地址，如果目标MAC地址和某个口的MAC地址匹配，则我们将该网络包转发给该口的机器，如果目标MAC地址和某个口的MAC地址不匹配，这个口就不用转发了，这样也能节省更多的网络带宽。 这个时候的集线器有脑子了，能够解析MAC头了，并且能够记住哪个口的MAC地址是多少了。 此时这个会学习的设备就不叫集线器了，而是叫交换机。

在一个局域网里面，当知道了 IP 地址，不知道 MAC 怎么办呢？靠“吼”。ARP协议依靠 广播。

发送一个广播包，谁是这个 IP 谁来回答。具体询问和回答的报文就像下面这样：

为了避免每次都用 ARP 请求，机器本地也会进行 ARP 缓存。当然机器会不断地上线下线，IP 也可能会变，所以 ARP 的 MAC 地址缓存过一段时间就会过期。

MAC层解决的是多路访问的堵车问题：即谁先发包，谁后发包?如果同时发包，如何不造成混乱呢？ 解决方法： 1.采用信道划分协议。 2.采用随机接入协议。 3.采用轮流协议。 MAC头中有目标MAC地址，和源MAC地址，解决了我这个包要发给谁，谁接收的问题。 MAC尾中有CRC(循环冗余检测)：解决的是在网络中传输的包是否出现错误，以及出现错误之后的纠正。