世界上最牛的网络设备，价格低廉，其貌不扬......

夜深人静，电视和电脑都已经关机休息，但是我还在默默工作，我安静地趴在你家中的某个地方，7*24小时不眠不休，任劳任怨，目的只有一个，能让你舒服地躺在床上，畅快地刷手机！

没错，这就是我，大家司空见惯的家用“路由器” ！

我这么一个价格低廉，其貌不扬，让人想不起来的网络设备，为什么是最牛的呢？且听我慢慢道来。

我的主业是路由器，同时兼任DHCP服务器，交换机，无线AP, PPPoE客户端，防火墙等重要部门的职务。

为了把工作做好，我还必须得实现几个重要得协议如DHCP, ARP, NAT等, 十八般武艺集于一身，是不是很厉害？

对于普通人来说，只需要设置一下宽带账号和密码，WIFI名称和密码，就可以联网了，岂不知在背后我干了很多的脏活和累活。

比如，你设置了无线名称（SSID），密码等信息，开启了无线广播以后，我的无线AP部门就得开始干活了。

它需要不停地向周围广播信标帧(Beacon Frame)，其中包含SSID和MAC地址，还有其它基本信息。然后各种设备才可能发现我，输入用户名和密码，连接上我。

其次，我一般还有通过PPPoE拨号上网的功能，要不然你怎么连接外网？

但是只有这两个功能还远远不够，我还是个DHCP服务器，这个局域网内的IP都由我来发放。

你看这个新连上WIFI的ThinkPad电脑，只有MAC地址，没有IP地址，它需要按照我们网络世界的约定，用DHCP协议获得一个IP地址。

同时这个ThinkPad电脑还可以从我这里获得默认网关的地址，默认网关也是我 192.168.1.1，当它真正上外网的时候，就可以用到了。

电脑有了IP地址，就能上网吗？

不能，因为我给他们发的都是内网地址192.168.1.xx，在互联网上，并不是唯一的。

例如隔壁老王家的Mac电脑的IP地址也是192.168.1.2，和我家的ThinkPad的IP是一样的，怎么区分？如何上外网？

还好，我这个路由器，通过拨号连入运营商网络的时候，获得了一个唯一的外网地址：61.52.247.112。

那我就把这个外网IP地址给大家共享，共享的办法非常简单，就是通过不同的端口号，把我和各个电脑之间形成对应关系，把大家区分开。

当然我需要耍点儿小手段：

这种方式就是著名的NAT了，网络地址转换。

现在这个Thinkpad正式访问外网，它要把数据发到我的默认网关（192.168.1.1），但是网络世界必须得知道MAC地址，形成数据链路层的数据包才能发送。

ThinkPad没办法，只好动用ARP协议，在局域网中大声呼喊：192.168.1.1，你的MAC地址是啥？

然后我就直接告诉它：192.168.1.1的MAC地址是B4:2E:A4:59:83:A3，记住吧，以后别乱叫了。

ARP是个让人胆战心惊的协议，因为很容易形成ARP欺骗，不信你看看这个文章《一次成功的黑客欺骗攻击，没想到结局如此悲催》

ThinkPad知道了我的MAC地址，把数据包发到我这里，我拆开一看，哦？目标IP地址是外网，于是，我就使用我简单的路由功能，转发到WAN口的外网去，当然在这个过程中，我得用得NAT。

如果你关掉我的路由功能（各个路由器具体做法不同），我就可以变成一个交换机，在数据链路层来转发同一子网内的数据包。我本身还有简易的防火墙，具体细节就不说了，你自己可以登录到路由器的管理端去看看。

无线AP+路由器+交换机+防火墙+PPPoE客户端+DHCP服务器+NAT转换，怎么样？最牛的网络设备名副其实吧。有人评价我，十八般武艺样样稀松，功能虽多，但都是基本够用。这是自然，对于一个家庭设备来说，能轻松上网就够了，要啥自行车？

对于程序员来说，你把我的功能和相关协议研究透了，也就掌握了一大半网络知识了，机不可失，欢迎来撩。

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