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今生相逢便是缘分，何苦去怨恨，何苦去仇视。
我知道我一生的使命就是传递信件，但有一个前提：我需要知道对方的地址才行，其实我们网卡都有一个全球唯一的地址，这个地址一出生就确定了，就像你们人类的身份证一样，终生不变。
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无论我走到哪里，我都拥有这个唯一的标志：11:27:F5:8A:79:54
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挺长的是吧，你们人类把它叫做MAC地址，简单起见，你可以叫我“TP-Link7954”
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刚开始的时候我非常孤独，因为这台电脑虽然经常开机，但却不联网，真不知道主人是怎么想的！0 q7 J% b2 ~- ~
2 \- P' |% |" b, G: P8 A3 C 不上网就没人来找我发信，不发信我也就没什么价值，也没人搭理我，我整天听着CPU阿甘和金士顿内存在那里喋喋不休的聊天，真是烦死了。8 l' l- T( U6 O$ x% F' k( @* A
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0 w: ~& d W# i4 \/ Z 只是这两人都记不住对方，每次重启都像是第一次相识，实在是太搞笑了。#j318:
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D H C P 在我入住机箱30天以后，音箱向大家报告说：“主人终于决定要上网了”这绝对是个重磅新闻！
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- y2 F5 h# N# c 我很兴奋，大家也很兴奋，早就听说外边的世界很精彩了。一天晚上，只听到“咔嗒”一声，一个RJ45的网线插头便和我亲密接触了。$ R% T( g* x" K; i/ T# ]5 B/ j
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网线的那头传来了陌生而熟悉的声音，我的潜意识告诉我，那是交换机在转发信件。CPU阿甘看到了这种情况，也不和金士顿内存聊天了，他对着我大叫一声：TP-Link你在等啥，赶紧上网啊。
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1 c; E* ?, d6 g 这是他第一次和我说话。 [0 x. r) M9 U3 B! e8 _5 ?% t" f# S
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操作系统老大是见过世面的，他镇定的说：“心急吃不了热豆腐，我们得先搞一个IP地址才行。这需要用到DHCP(动态主机配置协议)”) y7 v! y( Y v
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阿甘说：“谁那里有IP地址啊？”" u9 o7 o1 u1 H9 R/ p5 f
6 u5 @+ D2 o; U2 Y “这个网络里应该有DHCP服务器，可以动态的分配地址，我们可以发个信广播下”老大接着说“阿甘，你和金士顿赶紧写一封信：”5 X* V; X3 j: B: U( m' ~; p# y
7 ?0 E/ V# D1 z# T+ c, j6 `4 x" z/ { 收件人：255.255.255.255:67" B6 `/ a+ W% A' Q& @) g. @
发件人：0.0.0.0：686 r# F' U) d+ W7 T) { @+ _6 C
内容：我想租用一个ip地址，谁有啊？
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（注：这里做了简化，实际上这里首先是一个应用层的DHCP发现报文，然后被一个UDP的报文封装，然后再被一个IP的数据报封装。形象化一点如下图所示）
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阿甘傻乎乎的，也不问为什么收件人和发件人这么奇怪，只是飞快的按老大的指示写信，信马上写好了，交到我的手里。“给你，TP-Link7954，赶紧发出去吧”。# |+ f+ L$ f7 M: Q- v
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我对外发信是有原则的：我工作在数据链路层，必须得知道对方的MAC地址才能发信，如果不知道，我就对外广播，那就是所有的电脑都会收到。
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+ |/ p3 ^! k/ d$ b 这封信显然就是要广播的，因为到目前为止，我们还是网络大海中的一个孤岛，和外界没有任何联系，我还不知道任何其他电脑的MAC地址。
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按照规定，我又把阿甘写的信封装了一下，装到另外一个信封里，只有这样，我最重要的伙伴交换机才能看懂。
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目的地：FF:FF:FF:FF:FF:FF （广播到同一子网内的所有电脑）0 I3 z; |# p% } g7 O' ^5 O
发件人：11:27:F5:8A:79:54(就是我自己了！)
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$ j6 L8 P! n! ~+ f, g* M 我把它通过网线发给了交换机。交换机看到FF:FF:FF:FF:FF:FF，立刻转发给了所有连到交换机的设备。* e4 M0 a# w# e3 h/ Y
9 ]1 V7 A6 l* r 如同老大所料，这个局域网里确实有DHCP服务器，还不止一个！因为没有多久，交换机转来两封信，我拆开其中一封，里边写着：
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“我是DHCP服务器192.168.1.1，我这里有个空闲的IP 192.168.1.2， 你租不租？”
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- C$ X, d2 Z- V& g 另外一封信也差不多，是另外一个DHCP服务器发来的，提供了另外一个IP地址。CPU阿甘迫不及待了：“看来我们很受欢迎啊，这么多人愿意给我们IP,老大，快抢一个吧。”* J% T1 e/ b ^/ E
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操作系统老大说：好，我们要这个192.168.1.2吧，再写一封信：, D6 p5 M# j: E* |" k" U) o/ K' P
% c7 Y7 z* j0 V “你好，服务器192.168.1.1,我们就要这个IP192.168.1.2了”
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, W; @% }% O( w$ J3 i6 j+ t7 { 我又把这封信广播出去，看来我们所处的网络非常快，确认的回信眨眼间就到：- F# l9 x O; |
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“这是一个确认信，IP192.168.1.2给你了。网关路由器是192.168.1.1,DNS服务器的地址是202.102.224.69”% m: Y+ c' k. U+ @6 G6 }
{ x" k' ~1 D4 k0 k7 `! t& L 金士顿内存说：“不容易啊，终于搞定一个IP了，我把它记下来”。6 ?8 ^& t0 l4 X( \1 F4 U
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操作系统老大说：“把所有信息都记下来，接下来很快就会用到”。' w$ S- M0 I' w2 j4 g8 ^6 A
9 H: X6 V* `. S. ] |9 k( l 我们的IP:192.168.1.27 o# \% f. ]4 t: F( h% a
网关路由器：192.168.1.1+ N6 Q' X0 }7 Q: w' W$ j
DNS服务器：202.102.224.69
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% v6 x; U$ h4 o4 p7 f 阿甘说：“要是重启了，我们是不是要这么重来一遍？”
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! K, E0 n% a! _( F* q: N “阿甘，你现在越来越聪明了，确实是这样，除非主人手动的给我们配置IP地址，网关，DNS，但是那样很烦，容易出错，所以一般情况下，主人都是依赖我们自动的去用DHCP搞定一个IP。”
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8 w m' i" T2 g) \1 |: T7 g 经过这一番折腾，我也初步了解了我们所在的网络结构：
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DNS 和 ARP % U) y/ m5 Z1 Y2 I+ ]& U
搞定了IP地址，大家都喜气洋洋。我们赶紧把浏览器村的老IE叫来，让它访问一下著名的google网站。
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Q2 K% A# g- k7 h9 }3 J2 J 老IE说：“你们还不知道？google在中国被屏蔽了，访问不了，要不访问百度吧。”#j319:
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4 e! \# b# R, z5 x( [$ p 我说：“都行，我们先访问一下试试。”
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老IE说：”百度的域名是www.baidu.com,你们给我查查它对应的IP地址呗！”
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阿甘说：“上个网这么麻烦，这么多地址要查”
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3 z# Q% Y# {* ? “是啊，网络世界的规矩就是这样，想要互联，我们得有IP地址，也得知道对方的IP地址，现在只知道域名www.baidu.com,我们得给他翻译成IP才行，阿甘你准备一个DNS查询吧”老大说
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CPU阿甘遵照指示，先向金士顿内存问了DNS服务器的地址，然后写了这么一封信，交给我：) [- h4 [# ]# `' X) B6 J/ _( N( ]4 M
1 r. f/ l- P+ K4 _# O; s- P& m 发件人：192.168.1.2(我们刚刚搞定的IP)
}" k. ?: F! r4 k 收件人：202.102.224.69(DNS服务器)5 _! |* j4 R; P
内容：哥们，给我查查www.baidu.com的IP地址吧
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+ |6 s( N& @/ i1 S9 n3 N% `- c “但是这封信发给谁呢，我需要知道对方MAC地址啊，总不成还是对外广播吧。“我心里想。; J9 @/ W7 T1 X( f c0 S
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操作系统老大看出了我的疑虑，解释说：“DNS服务器不在我们的局域网内，我们要把这个信发给网关路由器，他会想办法转给DNS服务器的。”
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我说：“可是我不知道网关路由器的MAC地址啊” i" p2 l3 Q3 G! F- e4 e/ B. U
: \$ }& H! y8 O" m# i& H4 i; I 金士顿内存说：“别急，我查查之前我们存下来没有，我靠，刚才那个DHCP服务器（192.168.1.1）也是网关服务器,他怎么没把MAC地址顺便发过来啊！”
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1 W$ l* o; u. y9 {/ i: v5 L CPU阿甘急了：“TP-LINK7954,你是怎么干活的，怎么非得要MAC地址，直接用IP地址不行吗？”
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/ y' p/ \5 X& v3 j. Q) V0 R3 @, } 我回答说：“没办法，这是规定，你不知道网络是分层的吗？ 我只工作在数据链路层，就得用MAC地址。另外网络多种多样，可不仅仅是TCP/IP,我要是只用IP地址，那其他网络怎么工作？”
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7 u# q2 @0 e, ^& @$ F 操作系统老大说：“我记得好像有个叫ARP东西，可以通过广播查询一个IP地址对应的MAC地址，你试试”。- ^' r: I6 h7 |- T7 _/ V
$ T+ G# r, i! F# _6 h% } 其实我也想起来了，这个ARP叫地址解析协议，我可以把下面的消息广播出去，这个子网内的所有机器都会收到，网关路由器也不例外，他收到以后，一看是查询自己的MAC地址，就会创建一个ARP的应答。/ U3 T: p1 Y+ u! h3 R$ W
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收件人：FF:FF:FF:FF:FF:FF （同一子网内的所有电脑）5 ~' C9 m! \5 S2 P
发件人：11:27:F5:8A:79:54(就是我自己了！)
7 S( A7 o- u, X+ f1 z% k 内容：呼叫网关路由器（192.168.1.1)，请问你的MAC地址是什么？9 D" F# c) F( x" U$ p+ y, I; U
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过了一会，ARP应答果然来了，我们看到了网关路由器的MAC地址：88-25-93-79-E0-C8/ ^6 D1 z) j l, M4 y4 |
V' {5 N) B& ]- A9 C0 j9 e4 l" t 我告诉金士顿内存：“赶紧记下来，下次咱就不用再查询了”+ m/ z p: j+ K. M
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192.168.1.1<-->88-25-93-79-E0-C8% P0 g! t1 U/ ]) Q4 H" d, Q+ U
$ \! Q+ z3 r; y' u, n2 @6 ~4 t 有了网关路由器的MAC地址，剩下的事情就好办了，我只需要把之前准备好的DNS查询发给网关路由器即可。% H. z1 ?, p- y6 F
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阿甘好奇问我：“你只把这个信发到网关路由器，剩下的事就不管了？” N E5 _) f& H- H1 x# V% N3 t
% X: f& t7 u% P 我没声好气的回答它说：“那当然了，我只能管局域网的事情，出了局域网，那就是路由器的事情了，路由器能抽取这个DNS查询的数据报，看到收件人是202.102.224.69(DNS服务器)，自然可以转发出去，我们完全不用担心。”
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我们等了一会，DNS服务器很快就返回了www.baidu.com的IP:115.239.211.112& B9 O+ t6 m1 V' U# p2 ]; K
3 ], u0 V7 ^3 A5 @5 v 金士顿内存说：“我记下来了，上网看来一点都不好玩啊，这么费劲。”
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老IE说：“好玩的在后面呢，现在所有的东西都齐活了，开工~”
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老IE开始创建TCP连接，然后通过TCP发送HTTGET请求，轻轻松松的把百度的主页给取了下来，展示了出来。9 n0 x, U, I( ?$ v
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大家第一次看到外边的世界，激动万分。0 h. q& |) Q! H4 u3 f! c
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当然还是我最忙，因为老IE的所有信件都需要我去发送和接收。
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尾 声 1 k$ B/ C, z8 M3 Y& \
这几个月以来我都是电脑里的最忙碌的人，一旦可以上网，大家都上瘾了，浏览网页，刷微博，看视频，玩游戏，每天把我累的要死。& x+ _* _( i' B5 N, \7 _
, I- s) M& b2 v! I( z. G, {4 C: q9 u 日子就这么一天天过去，有一天，大家发现主人把一个新家伙通过USB接口插到了电脑上，然后顺手拔掉了网线！
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: t$ v% ~* }4 w! H2 Z2 m 我失去了和交换机的联系，无法联网了，难道我们电脑又要成为一个孤岛了吗？
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老IE还正在访问一个博客网站呢，一下子就断了。
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不过奇怪的是，CPU阿甘，金士顿内存，操作系统老大竟然都围着新来的家伙重新玩起了DHCP,DNS,ARP,并且连上网了，所有的信件都由这个新家伙来传递。
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我偷偷的问老IE:“这是怎么回事？”
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5 d( d/ x' a5 G: x2 A" c 老IE说：“看来你已经失宠了，新来的家伙叫无线网卡！” ! H! r( p5 I- ` S, O3 m
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