Question

我出生在深圳的一家工厂，然后飘洋过海来到美国，被安装到一个电脑里， 然后这个电脑又漂洋过海， 被运到了中国。

我知道我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。 无论我走到哪里，我都拥有这个唯一的标志：11:27:F5: 8A:79:54 ， 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-Link 7954”

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！

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。

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。 1 DHCP 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！

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。

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。

这是他第一次和我说话。

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)”

阿甘说： “谁那里有 IP 地址啊？”

“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：”

收件人 ： 255.255.255.255 : 67 发件人 ： 0.0.0.0 ：68 内容： 我想租用一个 Ip 地址， 谁有啊？

（注： 这里我做了简化， 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） 2 DNS 和 ARP 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。

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。 ”

我说： “都行， 我们先访问一下试试。 ”

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！”

阿甘说： “上个网这么麻烦， 这么多地址要查 ”

“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

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 发件人： 192.168.1.2 (我们刚刚搞定的 IP) 收件人： 202.102.224.69 (DNS 服务器) 内容： 哥们， 给我查查 www.baidu.com 的 IP 地址吧

“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。

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。 ”

我说： “可是我不知道网关路由器的 MAC 地址啊”

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！”

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？”

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？”

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”

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。

收件人： FF:FF:FF:FF:FF:FF　（同一子网内的所有电脑） 发件人： 11:27:F5:8A:79:54 (就是我自己了！) 内容：呼叫网关路由器（192.168.1.1)， 请问你的 MAC 地址是什么？

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

我告诉金士顿内存： “赶紧记下来，下次咱就不用再查询了” 192.168.1.1 <--> 88-25-93-79-E0-C8

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。

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？ ”

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。”

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

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。 ”

老 IE 说： “好玩的在后面呢， 现在所有的东西都齐活了， 开工 ”

老 IE 开始创建 TCP 连接， 然后通过 TCP 发送 HTT GET 请求， 轻轻松松的把百度的主页给取了下来，展示了出来。

大家第一次看到外边的世界， 激动万分。

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。 2 尾声 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。

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 ！

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？

老 IE 还正在访问一个博客网站呢， 一下子就断了。

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。

我偷偷的问老 IE :“ 这是怎么回事？ ”

老 IE 说： “看来你已经失宠了， 新来的家伙叫无线网卡！”

（刘欣注： 这篇文章其实来源于《计算机网络：自顶向下的方法》第 5 章的一个例子，我相当于又重新解读了一下。）