为什么宽带账号分路由模式和桥接模式？

小朋友喜欢吃意大利面。有一次坐飞机问道，飞机上的餐食为何还要有米饭？

爸爸喜欢吃米饭啊！

小朋友继续问道，为何坐在最前面的人坐下就有饮料喝？

因为，他们是土豪。。。

宽带接入作为一项进入千家万户的服务，为了满足用户不同的应用需求，所以会提供多样化的接入模式。

需要纠正问题里的表述不够准确的地方。

宽带账号，“用户名/密码”的组合，在PPPoE拨号时，需要拿着“用户名/密码”出示给PPPoE服务器看，以示合法的用户。所以，宽带账户本身并不区分“路由模式”、“桥接模式”，仅仅用户认证时使用。

用户的宽带接入是“路由模式”、还是“桥接模式”，通常是由小黑/白盒来决定的。

光猫（FiberModem）

小黑/白盒，就是电信公司送的光猫。之所以叫光猫，是因为外部的接入线是光纤。如下图的最右边的端口，连着白线，白线里就是光纤。

猫早在10年前，光纤还没有到户时，用户通常使用电话线上网，此时宽带接入有一个英文名字：ADSL。

下图中最左侧的接入线，就是电话线，连接着电信公司的电话交换机。

中间的网线用于连接用户的电脑，如果用户有多台电脑都要上网，那么网线就连接在交换机上，用户的电脑再连接到交换机上。

这个小盒子就叫“猫”。

“猫”的由来

这个英文单词，是由两个单词“Module”、“De-Module”加黑部分复合而成。

，调制，将用户网线上的数字信号，转换成电话线上可以传输的模拟信号。

，解调制，将电话线上接收到的模拟信号，转换成用户网线上的数字信号。

这两个功能是放在一起，就是Modem，意译成中文“调制解调器”。但调制解调器一词太过专业，而其音译“猫”却朗朗上口而流行起来。

介绍完以上背景知识，再来看看宽带接入需要解决哪些问题。

方案一：电脑软件PPPoE拨号

猫、无线路由器、电脑、电话线、网线统统连接好，如下图所示：

用户的电脑就可以上网了吗？

当然不可以了！这些硬件设备及其连接线，仅仅解决了OSI参考模型的物理层（一层）、数据链路层（二层），网络层还没有解决呢！

用户要上网，需要一个全球IP，这个全球IP哪里来呢？用户自然没有，那谁有呢？

当然是电信运营商！需要向运营商临时租用一个全球IP，才可以上网。

如何临时租用？给电信的客服打个电话、或者发个短消息租用的吗？

不需要！

电脑软件自动给运营商的服务器发出租用全球IP请求，这个软件的名字叫“PPPoE拨号客户端”。如下图所示：

凡是在电脑上使用过“PPPoE拨号客户端”的读者，对这个界面再熟悉不过了吧！

电信公司的“PPPoE服务器”，尽管是跑在电脑上的程序。但被程序员赋予了一些简单的智能。如同客服人员一样，会问“PPPoE拨号客户端”一个简单问题：“你是谁”？

身份认证

拨号客户端”会把用户输入的“用户名/密码”告诉客服人员，客服人员查询数据库，身份验证成功。

全球IP租用

客服人员就临时租给“PPPoE拨号客户端”一个“全球IP”。 并开始计时，以生成账单，月底让客户支付租用费，这就是宽带的上网费。

拨号客户端”屁颠屁颠将这个好消息告诉TCP/IP协议栈，并通知TCP/IP协议栈为自己创建一个虚拟（软件）接口，将租用的全球IP绑定在该虚拟接口上。

至此，OSI参考模型的网络层（三层）就位。用户就可以在互联网上冲浪了。。。

在方案一中，猫所扮演的角色，仅仅是一个调制解调器！即信号的转换工作，这部分工作，称之为“桥接”（Bridge）功能，或“桥接模式”（Bridge Mode）。

何谓桥接（Bridge）？

只改变信号的形式，但不改变信号的内容，此谓“桥接”！

用户突然发现，电脑软件“PPPoE拨号客户端”拨号，只有一台电脑可以上网，家里其它电脑就无法上网了，其它的无线终端如手机、iPad也无法上网，怎么办呢？

方案二：无线路由器PPPoE拨号

中间带两根天线为无线路由器，它的体内也安装有“PPPoE拨号客户端”。由它来拨号，拨号过程与电脑软件拨号是一样的。唯一的区别是，租用的全球IP被无线路由器使用，并绑定在无线路由器的虚拟接口上。

全球IP被无线路由器使用了，电脑们傻了、手机们也傻了，咱们怎么上网呢？

无线路由器悠悠地说，莫急，孩子们，连在LAN口上的电脑们，会通过DHCP协议自动获取我给你们分配的私有IP地址。

使用无线的孩子们，一样也可以通过802.11获取我给你们分配的私有IP地址。

孩子们又傻了，私有IP能上网吗？

无线路由器胸有成竹地说，我会将你们的私有IP，转换成我的公网IP的，就可以上网了，IP地址的转换工作叫NAT。

孩子们顿时安静了，快乐地上网冲浪。。。

在方案二中，猫所扮演的角色，依然是“桥接”（Bridge）功能，或“桥接模式”（Bridge Mode）。

方案三：“猫”来PPPoE拨号

拨号原理与方案一、二雷同。区别是，租用的全球IP被猫使用，并绑定在猫的虚拟接口上。

这次该无线路由器傻了，全球IP被臭小猫霸占着，让老汉如何带着孩子们上网？

猫也不慌不忙地说，你急个P啊，我和你一样的套路，也是给你WAN口自动分配私有IP，也会将你私有IP报文，转换成全球IP报文。

另外，我的无线信号比较弱，为了让孩子们有更好地网速体验，我把我的无线已经关闭了。麻烦你给孩子们提供无线上网的功能。

在方案三里，无线路由器的WAN口、LAN口全部使用私有IP，全球IP被猫使用。

与方案二相比，多了一次NAT转换。无线路由器做了一次NAT，猫又做了一次NAT。

在方案三里，猫所提供的功能，就是“路由功能”，或者“路由模式”。

何谓路由（Routing）？

路由功能，会修改信号的内容，修改IP报文数据链路层的协议头。

三种方案都可以上网，最大的区别是，由谁来进行PPPoE拨号。

归纳

问题应该表述为“为何光猫/猫可以工作在路由模式和桥接模式”？这里讨论的桥接、路由，都是针对光猫/猫而言。

区分桥接与路由其实很简单：

如果猫来PPPoE拨号，租用的全球IP驻扎在猫上，就是路由模式。

如果猫没有PPPoE拨号，租用的全球IP没有驻扎在猫上，就是桥接模式。

无论桥接模式、还是路由模式，对于运营商来说没有任何区别，运营商看到还是由PPPoE封装好的IP报文。