猪是这样养成的(网络架构知识普及)

为了配合改革开放的步伐，以及尽快使生活进入小，老张决定自力更生，开一个养猪场。刚开始的时候老张买了15头猪，只有一个猪圈，老张每天都亲自拿着簸箕到圈里喂猪，后来老张又相继买了20头猪，这样老张每天就要拿很多的猪饲料到猪圈里去，很是麻烦。为了解决这一个问题，老张决定实现养猪网络化，他自己组建了一个以太网(Ethernet)饲料槽，并把网络引到了离家很近的地方，这样每天只需要把猪饲料分成一份一份打包倒到以太网槽里，猪们就可以自己去吃了。 

        老张的猪越长越胖，这时候就出现了一些问题。以太网是基于CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)技术的，饲料倒到槽里，猪们都争着去吃，场面显得非常拥挤，按老张的话说，那叫"介质争用"。为了解决介质争用的问题，老张自主研发了集线器和交换机，并在猪圈中使用了分段技术，把猪分成一堆一堆，给它们起名字，称为MAC地址。通常是食量大的猪用集线器集合成一堆，食量小的猪分成一堆，然后它们通过集线器后再上接到交换机，最后通过交换机连接到老张家里。这样做就很好地解决了介质争用的问题，以太网交换机的每个端口可以提供专用带宽,保证了各种不同的猪都可以吃饱。 
  
        老张的生意开始好起来，他又投资开了另外一个猪圈。爱因斯坦说，在解决问题时，我们不可能使用产生问题时的相同想法。老张为了避免再次发生以太网带来的问题，在第二个猪圈里布置了另外一种方案--令牌环网(Token Ring)饲料槽方案。这种组网方式采用的是冲突避免机制，猪们之间传递一个令牌，谁拿到令牌，谁就可以去吃饲料，这样就不会象以太网那样争先恐后的场面出现。 

        很快老张又开了第三个猪圈，令牌环网也存在一定的问题，比如，令牌是公平传递的，这样可能当中会有些猪很饿，但它们还没拿到令牌，只能够等待，而那些拿到令牌的猪又很可能是不饿的，但它们不能立刻交出令牌，因为规定了传递令牌的时间限制。于是老张在第三个猪圈中对令牌环进行了改良，首先他使用了更高传输速率的网槽，其次使用两个令牌环，两个令牌环传递令牌的方向是相反的，叫"逆向旋转"，两个令牌环一个是主环一个是从环，主环传输，从环备份。老张给这种组网方式起了个名字叫FDDI(光纤分布式数据接口)。 

        除了喂饲料，猪圈之间有时也需要一些交流，为了体现对猪们的关心，老张还在猪圈之间架设了转换网桥。这样，不同网络结构之间的猪GG和猪MM们就可以经常通信了。 
  
        老张的生意越做越火暴，这时候又出现了新的问题。第一个就是猪多了，网槽却很窄，这种窄带的传输方法已经显得越来越吃力。第二就是猪圈大了什么猪都有，龙蛇混杂，猪们当中产生了很多广播的问题。 

        比如猪圈里有只叫比尔该死的，特别聪明，经常向其他笨猪宣讲宽带接入的知识，猪们的意见很大。在猪圈里，支持改造猪圈环境的声音越来越大。 
  
        为了体现老张的民主，以及反映新中国纯情少猪的当家作主，老张决定对网络来一次全面的改革。 
  
        首先是广播问题，老张冥思苦想之下，终于发明了路由器，使用第三层的交换技术，可以把局域网隔离，每头猪只能收到自己所在局域网内的广播信息。 

        这样大家的广播信息就不会混在一起了。老张为每头猪都指定了一个IP地址，路由器根据IP地址进行转发。另外老张还使用了分级设计的方法，大大提高了传输效率。每天老张只需要用IP地址和MAC地址将饲料打包，传到路由器上，然后路由器自动向猪们发出一个ARP(地址解析协议)请求，看看这份饲料是属于哪一头猪的，再把饲料包发送给它，这样做大大完善了网络的功能。同时老张还想到了一种叫PPPOE(以太网承载点对点协议)的认证，如果哪头猪饿了，只需要通过输入帐号和密码上网，就可以发出请求以便老张识别它们，分别给他们喂饲料。 

        然后要解决的是带宽的问题，老张把光饲料槽拉到了猪圈，叫FTTH(光纤到"猪圈"[大楼])。这一点很容易实现，而难题就在于所谓的"最后一公里"问题，由于猪圈里环境复杂，无法进行光饲料槽的布线。于是老张又想了个办法，那就是对原有的网络进行改造，同时预见到猪的要求会越来越高 ，有些猪可能不但要吃饲料，还要喝可口可乐等的高级传输要求，老张使用了一种新的技术--ATM(异步传输模式)交换，这种交换可以把猪饲料分成更细的信元，在原有网络上进行传输，并且通过一个叫BAS(宽带接入服务器)的东西可以把ATM网络和老张的宽带主干网连接起来。ATM还提供面向连接，提供多业务，又因为ATM宽带接入的上下行速率是不对称的，上行只有640kbps而下行达到8Mbps，猪们管它叫ADSL(非对称用户线路)。 
  
        又过了一些时间，ATM网也显现了一些缺点，比如说ATM交换机比较昂贵，同时基于ATM网的ADSL需要在接入层使用BAS转换，形成瓶颈，且BAS设备也价值不菲的原因，令到网络的可缩放性始终得不到提高。于是老张研制了基于以太网上行接口的IP DSLAM(DSLAM是二层的宽带接入设备)，把ATM信元转换成IP包的工作放到了二层，这样就不需要再使用昂贵的BAS了。虽然宽带走到这一步几乎是十分完善了，但老张的前进步伐还是没有停下来，他还建造了VDSL(对称用户线路)，实现了对称的上下行速率，实现了猪们的互动网络需求。再后来老张的猪出口海内外，在全国设立分公司，为了适应远程办公，老张又开发了VPN(虚拟私人网络)，包括PPTP(点到点隧道)、L2TP(二层网络隧道)和GRE(普通路由封装)三层隧道协议等等。  

        后记：那只叫比尔该死的猪被卖到美国后成立了一间微软猪头公司，专门做起了软件。