上一小節，我們以兩臺主機爲例，討論了一個理想化的物理層模型。 現在，我們將問題進一步延伸：多臺主機如何實現兩兩通訊呢？我們以三臺主機爲例進行討論：
如上圖，有 3 臺主機，名字分別是： ant 、 bee 以及 cicada 。 爲了實現主機間通訊，我們將三者連接到一根共用導線。每臺主機都可以改變導線電平，也可以檢測導線電平。 與此同時，假設在硬件層面，多方通訊衝突仲裁機制已經實現並且可用。 這樣，是否就解決了多主機通訊問題呢？
尋址
假設， ant 向 bee 發送一個數據 11110000 (粗體)。由於導線是共享的，所有主機都可以檢測到電平信號。換句話講， bee 和 cicada 都會收到這個數據 11110000 ，而 cicada 本不應該接收這個數據！另一方面， bee 收到數據後，也不知道數據到底是誰發給它的。
爲了簡化接下來的討論，我們省略了物理層起止控制比特
1010和0101。
數據不禁產生困惑：我從哪來？去往何方？
爲此，我們需要引入一些比特，用來標識數據的 來源 以及 目的地 。例子中只有 3 臺主機，兩個比特就足以唯一確定一臺主機：
| 機器 | 比特 |
|---|---|
| ant | 00 |
| bee | 01 |
| cicada | 10 |
那麼，發送數據時，再加上兩個比特用於表示來源主機，兩個比特表示目標主機，問題不就解決了嗎？
如圖，主機下方的灰色比特唯一標識一臺主機：
ant 發送數據時，在最前面加上兩個比特(紅色)用於標識來源機器， 00 表示 ant ；另外兩個比特(綠色)用於標識目標機器， 01 表示 bee 。
當 bee 收到數據後，檢查前兩個比特(紅色)，值爲 00 ，便知道它是 ant 發出來的；檢查緊接着的兩個比特(綠色)，值爲 01 ，與自己匹配上，便愉快地收下了。相反， cicada 收到數據後，發現 01 和自己 10 匹配不上，便丟棄這個數據。
新引入比特所起的作用，在計算機網絡中稱爲 尋址 。 這兩個比特也就稱爲 地址 ，其中，紅色爲源地址，綠色爲目的地址。 引入尋址機制後，我們完美地解答了數據從哪來，到哪去的困惑。
複用與分用
信道只有一個，但是通訊需求是無窮無盡的——傳輸研究數值、文件打印、即時通訊，不一而足。 如何解決這個矛盾呢？套路還是一樣的——引入新的比特標識數據類型。
假設，總的通訊需求就上面這 3 個。那麼， 2 個額外的比特即可解決問題。
| 類型 | 比特 |
|---|---|
| 研究數據 | 00 |
| 文件打印 | 01 |
| 即時通訊 | 10 |
舉個例子，假設 ant 向 bee 上報研究數據並打印一個文件：
bee 接收到數據後，根據紫色比特，決定數據如何處理。通過新引入的紫色比特，我們在同個信道上實現了不同的通訊！
接下來，從理論的視角來審視這個場景：
信道只有一個，卻要承載多樣的通訊任務。在發送端，通過加入紫色比特，將不同的數據通過一個共用信道發送出去，這個過程叫做 複用 ( Multiplexing )；在接收端，從共用信道上接收數據，然後檢查紫色比特決定數據如何處理，這個過程叫做 分用 ( Demultiplexing )。
在接下來的章節，我們將看到 複用分用 的思想貫徹計算機網絡的始終。
到目前爲止，我們引入了 3 種不同的比特，分別是 源地址 、 目的地址 以及 數據類型 。 對於這些比特的位數以及含義的約定，便構成 網絡協議 。
至此，我們解決了多臺共用信道主機間的通訊問題，這相當於網絡分層結構中的 數據鏈路層 。數據鏈路層負責爲上層提供鏈路通訊能力，主要作用是：
- 尋址
- 數據複用/分用
數據鏈路層的協議有很多，下節我們將介紹其中最常用的 以太網協議 。
【小菜學網絡】系列文章首發於公衆號【小菜學編程】，敬請關注：
