数据包怎么排队?从存储转发网络看芯片

两条路的车流汇入一条路,怎么办?停下来排队呗。

事实上,红绿灯系统就是这么设计的,此外高速公路,城市快速路的匝道也都是排队系统的绝佳实例。

然而,飞机怎么办?

地面交通工具之所以可以可以排队,关键因素在于它们 可以停下来! 然而飞机是停不下来的。

所以,飞机必须在起飞前就把自己的路线抢占好。否则,一旦机场拥堵必须要排队的时候,飞机只能在天上绕圈圈,飞机没有办法停下来等待。

飞机要维持升力而不掉下来,就必须利用空气动力学,而此向上的力必须切割空气来获得,而 切割空气需要速度! 所以,飞机必须一直飞!当然,我说的是固定翼飞机,直升机别怼…


在刚刚学习计算机网络的时候,我们都学习过以太网,基本上所有的教科书在讲以太网的时候,都会提到CSMA/CD。

教科书里里会讲,以太网是一个共享介质的网络,所有的节点靠一种叫做CSMA/CD的机制来在共享总线上发送数据。没有交换机,没有路由器,只有以太网…

没有排队系统!

以太网的数据包是不排队的,它要么发送成功,它要么与别的节点发送的数据包冲突而灰飞烟灭,没有第三条路。

是的,它们在冲突前,不会排队,只能硬杠。


20世纪60年代,分组交换网络模型就出来了,这是一种基于统计复用的存储转发排队网络,然而直到70年代,80年代,以太网没有采用这种系统,只是因为以太网规模太小,CSMA/CD足够了。

但是,进化到排队系统只是一个时间问题而已,这不,交换式以太网瞬间到来!

所以,教科书虽然过时了,不过,历史还是要讲讲的。


以电磁波形式光速传播的数据包怎么排队?

数据包的本质是移动的电磁波脉冲,然而我们知道电磁波的速度就是光速,它是无法停下来的,和飞机一样!无法停下来的东西,如何排队?!

感谢二进制!!

二进制让世界上所有的事情变得非黑即白,当你不知道如何存储以光速穿行的 “浙江温州皮鞋湿” 这句话的时候,当你不知道如何让这句话停下来排队的时候,你 只需要知道如何存储0和1就可以了! 你只要把下面的二进制存储起来就可以实现排队了:

0000000 b5e6 e699 9fb1 b8e6 e5a9 9eb7 9ae7 e9ae
0000010 8b9e b9e6 0abf

感谢电路,感谢串联和并联的原理是如此简单

只有两个元素0和1的情况下,所有的事情都可以归结为 二进制计算的问题!

  • 取反:当输入0的时候,输出1,当输入1的时候,输出0;
  • 加法或:1+0=1,0+1=1,1+1=1,0+0=0;
  • 乘法与:1*0=0,0*1=0,1*1=1,0*0=0;

数字电路,芯片,其原理并不复杂,我们初中就学过了!

  • 串联:必须所有开关都闭合才闭合,这就是与;
  • 并联:只要有一个开关闭合则闭合,这就是或。

我们很容易用继电器就可以实现 取反加法或乘法与

我们把上面所说的电路抽象成 非门或门与门

然后我们就可以存储0或者1了。

只要你不嫌麻烦,你就可以把继电器,电池,导线这些按照下面的图示构造一个非常简单的装置。是的,这就是RS锁存器,它的结构如此对称,优美!

它可以存储0或者1,并且在需要的时候把之前存储的0或者1读取出来。

如果我们的 “浙江温州皮鞋湿” 这句话需要22*8个比特,那么就要构造22*8个这样的装置,将这句话存储起来。

等到需要的时候,再将它读出,发送到网线上。

很简单,我们实现了 如何把光速传播的信息存储在一个电路里。 我们让时间停止了,信息滞留在一个装置里,不再以光速前行。


但是,理论上如此简单的东西,如何来实现?真的需要连接海量的继电器吗?

感谢半导体的发现!

啊哈,地球上竟然有现成的天然继电器!于是我们可以非常容易地把这些天然的物质刻画成各种电路,与门,非门,或门…

然后就出现了芯片制造这个高科技行业!

其实原理一点都不高科技。这就好像英国工业革命时沾了煤矿的光一样,煤哪里都有,英国最早大规模开发了而已。

但,这就是门槛。很多所谓的门槛产业都很Low,无非是人家占了先机。

不要把人类的科技想的很发达!

不要把工艺和理论混为一谈,工艺靠的是愚公移山,而理论靠的是奇技淫巧。


芯片并不比浙江温州皮鞋制帮工艺更有技术含量。

浙江温州皮鞋湿,下雨进水不会胖。

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