【網路技術】各網路設備之解說

[benson]

這一篇文章適合一般使用者閱讀，可以增加各位對網路設備的一些認知。
像一些路由器（Router）與交換器（Switch）大家看不懂的話，不用勉強...
大致上只要知道什麼是IP分享器與HUB這樣就可以應付一般家庭網路了...


網路卡和路由器是兩種網路硬體設備
網路卡是網路終端與網路的界面設備
而路由器是用來引導網路中的訊息傳輸的

[無線網路設備]
所謂的AP(ACCESS POINT)就是只負責實體連接，只是它連接的方式是無線的電波,載波傳輸的方式是CSMA/CA，而它不管IP層資料的裝置，

WIRELESS ROUTER(無線寬頻路由器)應該是英文直接翻譯的名詞，它指的是帶IP層功能，會有NAT或是一般正常PUBLIC IP的ROUTING功能的產品，
市面上比較普遍可以看見的所謂ROUTER，現在多半只有NAT和PAT的功能,算是比較跛腳的ROUTER,但是也有少數的廠牌能做真實IP的路由。

[IP分享器(IP Sharing Router)]
若是經由 Internet 連線，安裝 行動SNG 的電腦必須擁有真實IP以便被連結 ， 當您使用IP分享器時 ，IP分享器等於是一台小型防火牆，防火牆會過濾出未知封包以保護LAN（區域網路），因此外部世界無法看到所有與IP分享器連接的電腦。

IP分享器預設會以DHCP 的方式分配虛擬IP給底下的電腦使用，所以您電腦 內所用的IP為IP分享器分配的虛擬IP，遠端無法透過Internet來 對應到您安裝「行動SNG」的電腦 。

這時您可以利用IP分享器內「虛擬伺服器」的功能，來進行虛擬IP與真實IP的對應 ，使其外部可以連接您的電腦；如此便可對應到IP分享器之真實IP，以便被遠端連線。

當您定義虛擬伺服器服務埠（Service Port）後，所有發送到這個埠的請求將會自動傳送到，由IP分享器指定的電腦。

例如，您安裝行動SNG的電腦所設定的IP是192.168.0.2，行動SNG是利用 port:80 (預設值)為標準HTTP連結埠。


[集線器(Hub)]

集線器實際就是一種多端口的中繼器。集線器一般有4、8、16、24、32等數量的RJ45界面，透過這些界面，
集線器便能為相應數量的電腦完成“中繼”功能（將已經衰減得不完整的信號經過整理，重新產生出完整的信號再
繼續傳送）。由於它在網路中處于一種“中心”位置，因此集線器也叫做“Hub”。

集線器的工作原理很簡單，比如有一個具備8個端口的集線器，共連接了8台電腦。集線器處於網路的“中心”，透
過集線器對信號進行轉發，8台電腦之間可以互連互通。具體通信過程是這樣的︰假如電腦1要將一條訊息發送給
電腦8，當電腦1的網路卡將訊息透過雙絞線送到集線器上時，集線器並不會直接將訊息送給電腦8，它會將訊息
進行“廣播”──將訊息同時發送給8個端口，當8個端口上的電腦接收到這條廣播訊息時，會對訊息進行檢查，如果
發現該訊息是發給自己的，則接收，否則不予理睬。由於該訊息是電腦1發給電腦8的，因此最終電腦8會接收該訊
息，而其它7台電腦看完訊息后，會因為訊息不是自己的而不接收該訊息。


[交換機(Switch)]

交換機也叫交換式集線器，它透過對訊息進行重新生成，並經過內部處理后轉發至指定端口，具備自動尋址能力和
交換作用，由於交換機根據所傳遞訊息包的到達站址，將每一訊息包獨立地從源端口送至目的端口，避免了和其他
端口發生碰撞。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成訊息交換功能的設備。

在電腦網路系統中，交換機是針對共享工作模式的弱點而推出的。集線器是採用共享工作模式的代表，如果把集線
器比作一個郵差，那么這個郵差是個不認識字的“傻瓜”──要他去送信，他不知道直接根據信件上的位址將信件送
給收信人，只會拿著信分發給所有的人，然後讓接收的人根據位址訊息來判斷是不是自己的!而交換機則是一個“聰
明”的郵差──交換機擁有一條高帶寬的背部匯流排和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部匯流排
上，當控制電路收到數據包以後，處理端口會查找內存中的位址對照表以確定目的MAC（網路卡的硬體位址）的NIC
（網路卡）掛接在哪個端口上，透過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口。目的MAC若不存在，交換機才廣
播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的位址，並把它添加入內部位址表中。

可見，交換機在收到某個網路卡發過來的“信件”時，會根據上面的位址訊息，以及自己掌握的“常住居民戶口簿”
快速將信件送到收信人的手中。萬一收信人的位址不在“戶口簿”上，交換機才會像集線器一樣將信分發給所有的人，
然後從中找到收信人。而找到收信人之后，交換機會立刻將這個人的訊息登記到“戶口簿”上，這樣以後再為該客戶服
務時，就可以迅速將信件送達了。


[路由器(Router)]

路由器是網路中進行網間連接的關鍵設備。作為不同網路之間互相連接的樞紐，路由器系統構成了基於 TCP/IP 的國
際互連網路Internet 的主體脈絡。

路由器之所以在互連網路中處於關鍵地位，是因為它處於網路層，一方面能夠跨越不同的物理網路類型（DDN、FDDI
、以太網等等），另一方面在邏輯上將整個互連網路分割成邏輯上獨立的網路單位，使網路具有一定的邏輯架構。路
由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑，並將該數據有效地傳送到目的站點。

路由器的基本功能是，把數據（IP 報文）傳送到正確的網路，細分則包括︰

1、IP 數據報的轉發，包括數據報的尋徑和傳送
2、子網隔離，抑制廣播風暴
3、維護路由表，並與其它路由器交換路由訊息，這是 IP 報文轉發的基礎
4、IP 數據報的差錯處理及簡單的擁塞控制；5、實現對 IP 數據報的過濾和記帳

路由器構成了 Internet 的骨架。它的處理速度是網路通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網路互連的質量。
因此Internet 研究領域中，路由器技術始終處於核心地位。
最近看到很多人在詢問交換機、集線器、路由器是什麼，功能如何，有何區別，筆者就這些問題簡單的做些解答。

首先說HUB，也就是集線器。它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個局域網。
而交換機（又名交換式集線器）作用與集線器大體相同，但是兩者在性能上有區別。
集線器採用的式共享帶寬的工作模式。
交換機是獨享帶寬，這樣在機器很多或數據量很大時，兩者將會有比較明顯的。

而路由器與以上兩者有明顯區別，它的作用在於連接不同的網段並且找到網路中數據傳輸最合適的路徑，
可以說一般情況下個人用戶需求不大。路由器是產生於交換機之后，就像交換機產生於集線器之后，所以
路由器與交換機也有一定聯繫，並不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能路由轉發數據
包的不足。

總歸來說，路由器與交換機的主要區別可以分成以下幾個方面︰

　　（1）工作層次不同

　　 最初的的交換機是工作在OSI／RM開放體系架構的數據鏈路層，也就是第二層，而路由器一開
始就設計工作在OSI模型的網路層。由於交換機工作在OSI的第二層（數據鏈路層），所以它的
工作原理比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層（網路層），可以得到更多的協議訊息，路由
器可以做出更加智能的轉發決策。

　　（2）數據轉發所依據的對象不同

　　 交換機是利用物理位址或者說MAC位址來確定轉發數據的到達站址。而路由器則是利用不同網路
的ID號（即IP位址）來確定數據轉發的位址。IP位址是在軟體中實現的，描述的是設備所在的網
路，有時這些第三層的位址也稱為協議位址或者網路位址。MAC位址通常是硬體自帶的，由網路
卡生產商來分發的，而且已經固化到了網路卡中去，一般來說是不可更改的。而IP位址則通常由
網路管理員或系統自動分發。

　　（3）道統的交換機只能分割衝突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域

　　 由交換機連接的網段仍屬於同一個廣播域，廣播數據包會在交換機連接的所有網段上傳播，在某
些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分發成不同的廣播域，廣播數
據不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播
域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。

　　（4）路由器提供了防火牆的服務

　　 路由器僅僅轉發特定位址的數據包，不傳送不支持路由協議的數據包傳送和未知目標網路數據包
的傳送，從而可以防止廣播垃圾封包。

交換機一般用於LAN-WAN的連接，交換機歸於網橋，是數據鏈路層的設備，有些交換機也可實現第三層的交換。
路由器用於WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網路之間轉發分組，作用於網路層。他們只是從一條線路上接
受輸入分組，然後向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬於不同的網路，並採用不同協議。相比較而言，路由器
的功能較交換機要強大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力，又有路由器良
好的控制功能，因此得以廣泛應用。

目前個人比較多寬頻接入模式就是ADSL，因此筆者就ADSL的接入來簡單的說明一下。現下購買的ADSL數據機大
多具有路由功能（很多的時候廠家在出廠時將路由功能封鎖了，因為電信安裝時大多是不啟用路由功能的，啟用DHCP。
打開ADSL的路由功能），如果個人上網或少數幾台透過ADSL本身就可以了，如果電腦比較多你只需要再購買一個
或多個集線器或者交換機。考慮到如今集線器與交換機的 價格相差十分小，不是特殊的原因，請購買一個交換機。
不必去追求高價，因為如今產品同質化十分嚴重，我最便宜的交換機現下沒有任 何問題。給你一個參考報價，建議
你購買一個8口的，以滿足擴充需求，一般的價格100元左右。接上交換機，所有電腦再接到交換機上就行了。余下
所要做的事情就只有把各個機器的網路線插入交換機的界面，將數據機的網路線插入uplink界面。然後設置路由功
能，DHCP等， 就可以共享上網了。

看完以上的解說讀者應該對交換機、集線器、路由器有了一些了解，目前的使用主要還是以交換機、路由器的組合使
用為主，具體的組合模式可根據具體的網路情況和需求來確定。

[benson]

裡面或許有些看起來會滿吃力的，因為專有名詞跟一些運作的原理還算有點深...
小弟建議各位大概瞭解其設備的大概運用即可，無須瞭解太深...
這樣可以幫助你搞定家中的網路...