網路設備介紹
初寫:2004.12.30, 更新日期:2016.06.17
 
作者:曾老師
 
  • 橋接器(Bridge)
    連接二個或多個「不同實體層」、或「不同通訊協定」分開的網路區段連接設備。
    定義於OSI第二層(資料鏈結層),處理的是(frame)資訊框。

    主要功能在決定資料frame是否能通過,其會檢查碼框的起始位址、和目的位址,
    是否屬於同一個網路,如果是,則不會讓它通過;如果屬於不同位址,則會放行!
    所以,其必須是連接相同通訊協定的兩端,但不一定是相同硬體媒介,
    例如:Bridge可連接採用相同通訊協定的10base-2、或10base-5的乙太網!
    簡單來說,網路資料不透過網路層(TCP/IP)的傳播,是在資料鏈結層傳輸的,就是橋接器。

    和路由器不同的是,路由器是在OSI中的網路層工作,會做路徑選擇的計算;
    橋接器Bridge則不會幫忙作路徑選擇,只單純決定網路封包是否通過!
    目前在有線、或無線傳輸協定上很常見,甚至一些作業系統,如Linux、FreeBSD、Windows等,
    都提供相關的軟體功能,讓電腦也可以成為橋接器。


  • Gateway(通訊閘 / 閘道器)
    連接兩個完全不同結構網路,且兩邊各使用不同協定網路的連結器,定義在OSI的(應用層)。
    ☉ 位址轉換
    ☉ 協定轉換
    ☉ 訊息格式轉換LAN與WAN的交換。
    例如:如果你要寄信到國外,會需要經過台北國際郵政總局,才能轉寄到其他國家,通訊閘的功能就好像台北國際郵總,是對外網路的窗口。

  • Repeater(重複器)
    在網路上,可將訊號重複加強、或重製後,再送往下一個點的網路設備。
    當一條電線或電纜,傳遞訊號時,當長度越長,訊號的強度會逐漸衰減,
    最後導致失真無法讀取,所以需要這種repeater,來強化延續網路訊號的傳遞;
    依照訊號的種類,數位訊號,則以再生方式重製,類比訊號,則以放大器(amplifier)來放大,
    在OSI中,是第一層(實體層)工作的設備。

  • Router(路由器)
    路由器是一種連接兩個、或多個網絡或網段的網絡設備,
    能將不同網域或網段間的資訊進行「翻譯」,
    以便能夠相互交換資訊,進而構成一個更大的網絡。
    路由器主要是將資料封包(packet)轉為資料碼框(frame),
    及執行相反動作,根據路徑表(routing table),
    來決定封包最佳傳送路徑,所以必須在「可選擇路徑的通訊協定」上來運作。

    主要工作在OSI的第三層(網路層),
    以決定資料要傳遞最佳路徑的一個設備,
    可連接兩不同連結層協定的網路連接器。
    但兩個網路需使用相同的通訊協定( 如:TCP/IP )
    Router 嚴格定義:依照 IP標頭位址選擇送出路徑。
    即一個路由器必須具備幾個要件:
    1. 有兩個以上的 Network Interface。注意 Network Interface 不一定是實體裝置。
    2. 裝置本身要有一個路由表,硬體會透過路由選擇演算法,對外尋找目標IP最適路徑。
    3. 路由器本身只解析 Level 3 封包標頭,即IPHeader。
    路由器本身不會去解析這個封包是 TCP 或是 UDP、也不會去解析這個封包是哪個Port。同時路由器也不會對封包的 IP Header 做出任何修改。亦即路由器只是將 MPDU(MAC Payload Data Unit)取出,然後選擇一個 Interface,重新安裝上不同的 MHR(MAC Header)送出去。

    因此 Router 的正式網路工程的名稱是 L3 Switch,
    即 Level 3 Switch。(資料來源:frostyplace)

    ☉ 譬如:如在新竹要寄封信給高雄的朋友,信件必須經過新竹的郵政總局,分辨此信到達目的地為高雄, 可有幾種管道來送,經高速公路、鐵路、或航空,來送至高雄郵政總局,再經高雄郵局傳至朋友家。路由器功能就好比各縣市郵政總局,是選擇資料傳輸的最佳路徑。

  • Hub(集線器)
    集線器,一般的電腦教室常用的是16或24個接「埠」孔,一個接埠孔可連接一台電腦,跟連出去的頻寬線,而當電腦資料要傳遞時,會將資料分割成最小單位「封包」來傳送;
    集線器功能,是單純將封包發送到每一個接埠孔,所以頻寬是共享的;所以傳送封包時,是用廣播的方式傳輸,當傳送的封包量一大,可能會發生碰撞或阻塞,而碰撞後,封包會消失,此時會請送封包的電腦重新要求傳送,如此循環結果,就會降低傳輸品質。

  • Switch Hub(集線器)
    跟集線器不同地方是,switch hub每一個接埠孔的頻寬是獨立的
    不是和其他接埠孔分享頻寬,所以,在傳遞封包時,
    switch hub會知道封包要對哪一個接埠的電腦作傳送,
    這樣可大幅減少碰撞情況,提升傳輸的品質。
    在網路工程上,稱為具有 L2 Switch 功能的Hub。

  • IP分享器
    一般在辦公室、或家庭,如果網管人員或工程師告訴你,
    你的網路IP不夠用,通常會建議買一個叫作「IP分享器」的設備。
    如果去google或網拍平台上搜尋,會發現其價格也不貴,從幾百元到起千塊都有。
    而這個IP分享器到底是什麼樣的網路設備,
    為何在IP不夠的時候,會需要它呢?

    最初是美國有線電纜和有線電視台開始發起,
    在Internet網際網路開放後,公共使用實體IP不足,由民間需求衍生出的一種網路設備。
    有線的稱為broadband router,無線的則為wireless router,
    但是,ip分享器雖然網路上有人稱為router,
    在功能上卻跟前面提到的路由器router大為不同,價格差異也很大!
    廣義的Router:只要符合將TCP/IP封包「從這個IP網段轉發到另一個IP網段」功能的設備,就稱為router。
    (符合OSI標準中第三層網路層定義而運作的設備)

    在網路工程裡,IP分享器其實是
    NAT (Network Address Transfer)/NAPT(Network Address Port Transfer)、
    和 802.11 AP (802.11無線網路 Access Point, AP)、
    DHCP Proxy (Dynamic Host Configuration Protocol,  Proxy)的合體。


參考資料:
  • http://www.linkwan.com/gb/tech/
  • Nen-Fu Huang. Bridge. http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap15.htm
  • http://billor.chsh.chc.edu.tw/computer/Hard1/network.htm
  • getway. http://terms.naer.edu.tw/detail/1680534/?index=5
  • 張國恩.repeater. http://terms.naer.edu.tw/detail/1308792/?index=4
  • 何謂IP分享器? https://peso.pixnet.net/blog/post/28193743