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。