本节书摘来自华章出版社《VMware 网络技术：原理与实践》一 书中的第1章，第1.2节，作者：（美）Christopher Wahl　Steven Pantol，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

1.2　重复的工作

为了打好基础，我们先来想象一下，一个和现在完全一样，但是网络的概念还没有出现的世界。业务仍然在计算机（或者类似设备）上完成，但是还没有产生要求它们连接起来交换数据的需求。在偶然的情况下，数据需要从一个工作站转移到另一个工作站，这通过复制到可移动媒体完成——可能是某种蜡筒唱片——然后带着它到另一个地方去。在网络萌芽之后，这种方法被称作实体携行网络（sneakernet），因为数据的载体是你的鞋子（sneaker）。
假设你的工作是桌面支持，所以比公司里的其他人更懂技术。在维护工作的间歇，你和会计部的同事Bob喜欢交换猫的照片，有时候会给照片写上傻气的标题。这不是什么高尚的追求，但是可以让日子过得好一点。你和Bob有权使用带有扫描仪和打印机的电脑，所以可以在家里拍照，带到公司扫描、编辑和打印，通过部门间信件交换打印输出。有一天，高层下达了绿色倡议，严格限制在非关键业务上使用打印机。你考虑要调整工作流程，使用蜡筒唱片，但是这并不理想——空闲的蜡筒唱片本身越来越难得到，一定有更好的办法。
你想起了小时候玩的游戏——使用两个纸杯和一根细绳和远处的朋友聊天。对着纸杯讲话，然后将它移到耳边听对方的回答。你的朋友更聪明，指出可以用两组纸杯，同时说话和听取回应——对着一个连接到朋友耳边的纸杯说话，他则对着连接到你耳边的纸杯说话。你知道，这时就可以利用上述概念——分离发送和接收线路，就可以允许双方同时通信。在地下室的“疯狂科学家实验室”里，你开始着手。
第二天早上，你将成果带给Bob看。在每台计算机上安装一张卡，用两条交叉的线路连接，并且安装一个通过线路向其他计算机发送任何文件的新应用程序。你带来一些猫的新照片进行测试，它们从你的计算机顺利地传到了Bob的计算机。这样，你就建立了第一个两人间的网络。
Bob大为震惊，为这一成果而兴奋不已。接下来的几周，你们两个人快乐地相互传送文件，直到有一天，人力资源部的Paul偶然看到你们的行为，他也想要加入。 你停下来考虑这一情况，虽然Paul有些怪异——他偏爱狗的照片——但是你看到了连接两个以上朋友的价值。
Metcalfe定律
你可能知道，人们之间的联系，两个比一个好，三个比两个好，依次类推。以太网发明者Robert Metcalfe在Metcalfe定律中将这一个概念规范为“网络效应”：网络的价值与连接的兼容通信设备数量的平方成正比。将此与一般随着用户增加而呈线性增长的网络成本相比，就会发现很快就能到达价值远超过成本的临界点。

经过多年，“用户”代替了“连接的兼容通信设备”，Metcalfe定律常被用于描述从传真机到社会化网络的各种情况。
Robert Metcalfe还曾预测，互联网将在1996年底因其自身的压力而崩溃——人都有失算的时候。
但是，如何将第3台电脑加入到你的双人单连接网络中呢？你考虑了3端电缆的想法，但是你知道网络的扩展不会止于Paul。因此，需要一个具有扩展性的方案。你设计了一个有许多网络端口的盒子，接收你们发出的所有内容，然后将其重发到所有其他端口。回到实验室，你为这个设备添加了一些智能——每个端口的第一条线路上接收的信息，将会从第二条线路上发送给其他端口。现在，你不需要担心制作电缆时发送和接收线路的交叉了。这个盒子还能够帮助你解决距离的限制。线路上的信号随着距离而衰减，但是这个盒子能够将信号以最大强度重发，从而使传输距离加倍。你把这个盒子称作“集线器”（hub），这个名字是根据作为开发背景的儿童电视频道而取的。
次日早上，你带着集线器，供Paul使用的网卡以及一些新电缆来到公司。到午饭时分，一切已经就绪。你选择的照片毫无差错地发送到其他两方。但是，法务部的Sharon注意到吊顶上的电缆，也希望加入。不过，Sharon与Paul不和，她所要发送的照片可能冒犯Paul。显然，她不希望Paul接收到这些照片。
你回到了制图板旁边。为了满足Sharon的需求，传输应用程序必须有一定的针对性。但是集线器不假思索地将接收到的信息重发给连接的各方。可能，问题并不在集线器上，而在连接的电脑上。你、Sharon和Bob的电脑上的网卡都完全一样。可以在它们上面写入某种唯一的标识符，然后改写传输应用程序，使用这个标识符。你拆下所有零件，重新制作新的网卡，这时碰到了一个问题——集线器将会重发接收到的所有信息，即使Sharon直接将照片发给你，数据也仍然会发回给Paul。好了，既然要更换网卡，干脆对它们进行一些编程，使其忽略不是发给特定ID的数据。这样应该就行了。进入实验室之后，你发现需要制作许多网卡。以后不知道谁会得到这些网卡，你决定为其编号。公司里只有大约15个人左右需要网卡，所以可以使用2个数字的标识符00～99。在第一张网卡上设置ID时，你认为不应该自找麻烦，所以将ID字段宽度加倍。现在，你的网络可以支持多达10 000个设备——这真难以想象，但是既然做了，就得做好。
第二天，你带来了新硬件，向Bob、Paul和Sharon解释这个新的系统。你的编号是0000，Bob是0001，Paul是0002，Sharon是0003。开始一切正常，很快，在你的秘密网络里有了10个活跃的用户，你开始感到紧张。用户们抱怨记不住人们的编号，Bob投诉说，自从你几天前更换了他的电脑，就没有再收到猫的照片，他认为自己被忽视了。
Bob的问题一下子点醒了你——当你替换他的电脑时，他得到了一张新网卡，不再是0001了，而是0010。你必须让每个人知道这一变化。但是这将进一步招来编号系统难以使用的抱怨。你所需要的是一个能够容纳友好名称——也就是人们容易记住的名称的系统。如果硬件ID变化，必须自动更新友好名称与硬件ID的映射，这样就没有必要去麻烦每个人。
你建立了一个查找表，列出每个人的名字，这是一个友好的名称——你询问每个人，他们希望用什么名称来命名计算机——以及网络ID。你决定每个晚上将这个文件分发给每个人，至少在没有想到名称解析问题的新解决方案之前这么做。传输应用也必须重写，除了向网络ID发送文件之外，还能支持向友好名称发送文件。你做出了必要的更改，并分发新的文件和说明，风波暂时平息了。
你的小项目越来越为人所知。公司的CIO听说了你的事迹，要求了解项目的进行情况。在你解释了目前的工作之后，他询问传输程序是否能够传输任何类型的文件，还是只能传输那些傻气的照片。当你告诉他，数据就是数据，任何文件都有效时，他若有所思。他对你所花的时间表示感谢，然后走开了。
几周之后，CIO找到你，要求连接大楼里的所有电脑——分布在几个楼层的500个工作站。他要求你考虑这一点，并且将细节反馈给他。这真是一个挑战。你的集线器有16个端口，这立刻成了问题。你当然可以制作有500个端口的集线器，但是如果它坏了怎么办？所有人都会离线。你要把这个集线器放在哪里？大楼里没有一个地方能够使你在电缆距离限制内连接到所有工作站，即使有这种地方，安装这么多长短不一的线路在材料和工时上也很昂贵。
如果要求是CIO提出的，时间和钱可能不是问题，所以你开始着手解决第一个问题——距离。一个500端口的集线器不可行，但是2个250端口的集线器可以解决问题。因为集线器将接收到的东西全部重发，应该可以毫无问题地将两个集线器连接起来。细想一下，因为所有信息都被重发给所有端口，两台计算机不管是连接在同一个集线器还是连接许多集线器，都应该能够相互传输数据。较小的设备应该更容易制造，也更容易在出现故障的时候更换。一番冥思苦想之后，你决定采用三层模式。在第一层（核心层）上，一台集线器将连接第二层（分发层）中的集线器。在每个楼层放置一个分发层集线器，这些集线器用于连接第三层（访问层）。 最终用户的工作站连接到分布在楼层各处的访问层集线器。这样，你就可以确保电缆较短且结构化，并且提供扩展或者部署到新的建筑物中的模式化方法。
你将方案提交给CIO，得到了他的批准，然后开始着手部署这个新基础架构，不知不觉之间，网络连接成为了整个公司的信条，没有人记得，在网络出现之前的日子是怎么过的。