推 lordmi:我看到了時代的眼淚，appletalk、Tokenring... 04/03 10:19
推 seraphalpha:哇~光看字數就要跟你跪恩~感謝感謝~這樣我大致都懂了~ 04/04 20:59
※ 引述《seraphalpha (五穀雜糧)》之銘言：
: 問這個問題有點蠢..不過這問題已經困擾我一陣子了..
: 請問一下ip分享器(hub)、交換器(switch)和路由器(router)的差別在哪??
只回答上面這句，剛好又是之前打過的文章 XD
我後來沒去翻網路的書，不過有翻的歲月當中
就數這本這段講解的最清楚，也不用擔心他的正確性 XD
裡頭有一些基本的專有名詞，看不懂請自己 google
資料來源：
書名：Cisco 路由器設定
(Managing IP Network witch Cisco Routers)
1998.12 初版
出版社：O'Reilly
ISBN：957-98213-7-2
/*轉載開始*/
//p.36
[標題]集線器、橋接器、Switch 與路由器[/標題]
在討論路由器的放置地點之前，先確定你是否需要一台路由器。能不能用
Switch（交換器）或 Bridge（橋接器）之類的設備代替？通常網路公司的
業務員不會回答這類的問題，但每種設備在網路中都有獨特的地位。你必須
了解它們各自的特性，尤其是他們的弱點。
最簡單的網路設備就是集線器（Hub），應該也是網路上最常見的機器。一
班網路如 Ethernet，Token Ring，或 FDDI 都會有 Hub，選購安裝都沒有
什麼學問。我們就略過不談。Hub 的等級和價格沒太大差別，主要是有沒有
操作界面。但 Switch，Bridge，和路由器就完全不是這麼回事了。
幾年之前，還有人在爭論網路是該透過 Bridge 還是該透過路由器連接。
Bridge 陣營堅持路由器太複雜，速度太慢，設定維護太困難；路由器陣營
則預測網路會大幅成長，Bridge 將無法應付。當然，路由器最後佔了上風
，網路成長的規模出乎每個人的意外。路由器的可擴充性（Scalability）
是 Internet 成長的動力。
為什麼 Bridge 的擴充性不夠？這牽涉到 Bridge 本身的運作原理。當一台
Bridge 收到來自網路的框包（frame），會檢查框包內的目的地位址，和自
己知道的地址比對；找到符合的位址之後，它會決定是否傳送這個框包到目
的地所屬的網路區段，或是轉送到目前目的地中途的區段。如果 Bridge 知
道框包是來自和目的地同樣的區段，它會忽略這個封包，因為目的地自己會
接收。
如果 Bridge 不知道目的地位址，它會假定目的地可能在任何地點，直接傳
送框包。如果目的地傳回一個回應訊息，Bridge 會根據訊息中的位址加在
自己的位址紀錄中。所以 Bridge 是根據收到的框包位址來判斷網路組成的
架構。
這個程序就是 Bridge 運作的核心。但某些框包是 Bridge 必須送到每個地
方的，就是 Multicast（多址傳送）與 Broadcast（廣播）框包。由於網路
上每台機器都必須收到這些框包，意思是網路上會充斥（flooded）這些框
包。
//p.37
Broadcast 和 Multicast 類型的框包限制了 Bridge 網路的擴充規模。當
網路上的機器數量增加時，需要廣播的框包也隨之增加。平均來說，一台機
器每十秒送出一個廣播，如果網路上有 1000 台電腦，平均每秒就有 100
個廣播在流竄。如果有十萬台機器，情況將難以想像！
佔據頻寬並非廣播的唯一問題。因為每台機器必須時時檢查廣播框包的內容
，所以會透過中斷處理。如果一直造成中斷，機器效率會慢下來，網路協定
堆疊也會難以運作。
難道機器每十秒一定要送出廣播嗎？想想廣播與多址傳送的應用情況。在
IP 協定裡面，廣播是應用在位址解析（ARP，Address Resolution
Protocol），路由更新，以及 rwho 之類的服務。Multicast 的應用功能大
致差不多，但相對 Bridge 構成的網路來說，Multicast 和 Broadcast 沒
什麼差別，反正都是要充斥整個網路。有些 Multicast 和 Broadcast 封包
是定時傳送的，以 rwho 和一些路由協定資訊來說，大約每 30 秒會送出一
次。
但 rwho 在這個週期之下只能送出一個封包，某些路由協定如 RIP 可以送
出許多封包。對一個大型網路來說，可能一次有 10 個封包。
其他協定對 Broadcast 和 Multicast 傳輸也有一些影響。AppleTalk 這種
協定在進行資源搜尋，位址指定，或路由等動作時，會大量使用 Multicast
和 Broadcast。Novell 的 IPX 協定在服務宣告與資源搜尋時也有類似的傾
向。
看以上的敘述，你不得不相信，每台機器十秒一個框包算是相當保守的估算
，如果加上其他稀奇古怪的協定，產生的框包傳輸絕對不只此數。
難道路由器就能擺脫這些問題嗎？路由器的擴充性是否比 Bridge 來得好？
要回答這個問題，首先讓我們看看路由器的原理。
//p.38
[標題]路由器採取的做法[/標題]
Bridge 在決定是否轉送框包時，是根據目的地的硬體位址。如果不知道目
的地位址，或是確定框包前往的區段不在來源區段，就進行轉送。路由器傳
送封包時的決定過程很類似，差別在於路由器根據的是網路層位址，而非硬
體位址。但這不是唯一的差別。
真正的差別在於網路位址是由人來指定的。原則上，具有共同 prefix 的位
址都屬於同一個網路。相對上，硬體位址是製造廠商決定的，不管網路的實
際配置。考慮實際的網路配置，可以增進資訊聚集（aggregation）的能力
。一個 1000 台主機的網路上的 Bridge 可能要追蹤 1000 個地點才能做出
決定，但一台路由器只須追蹤 10 個以下的位址就夠了。這就是路由器高效
率的主因。
資訊聚集的能力，使得路由器比 Bridge 具有更強的擴充性，但還有其他因
素。Bridge 必須隨時注意網路區段的每個封包，因為它必須確定框包的目
的地位址來決定是否傳送[痞註]。路由器不需要隨時注意每個封包，因為封
包傳送者已經決定了封包是否要轉送。如果傳送者知道目的地不在本身的區
段，就利用路由器本身的硬體位址當作目的地位址，直接傳送給路由器。所
以路由器只需要注意直接傳給它的封包，大大降低了路由器處理的流量。
Routing 的可擴充性還有更重要的因素。Bridge 必須傳送所有的
Broadcast 和 Multicast 封包，但路由器採取不同的做法。因為路由器知
道網路的實際配置，它會建立廣播網域（Broadcast domain），這只是網路
的一部分，但網路上所有的機器都可以看到廣播封包。除非特別設定，否則
路由器不會隨便傳送廣播封包。例如，你可以設定一台路由器轉送 BOOTP
或 DHCP 的廣播給遠端伺服器，傳送 IP Multicast 封包給已登錄的主機。
除了節省 Broadcast 和 Multicast 的傳輸之外，路由器在其他方面也可以
減低頻寬的使用量。
除此之外，如果路由器收到一個無法傳送目的地的封包，它會丟棄（drop）
這個封包，並回應一個訊息給寄出封包的主機，表示傳送失敗。
//p.39
總結來說，路由器的擴充性是由於下列幾個因素：
→由於網路位址是配合實際配置來指定的，它具有高度的資訊聚集能力。
→它不必隨時注意區段上的每個封包。
→它會建立廣播網域，減少不必要的 Broadcast 和 Multicast 封包傳送。
→它會丟棄不明位址的封包，減少頻寬的浪費。
[標題]路由器與 Switch[/標題]
路由器顯然比 Bridge 優越，只是 Bridge 不需要複雜的設定程序，也沒有
人會為 Bridge 設定特別寫一本書。由於電腦硬體的速度越來越快，反而網
路的頻寬成為新的問題，這就是 Switch 出現的背景。
Switch 絕大部分都是應用在 Ethernet 上（目前 Token Ring 與 FDDI
switch 也日漸普遍），它透過分散頻寬的方式增加頻寬的使用效率。你可
以更換硬體增加頻寬，例如將 10Mbps Ethernet 換成 100Mbps Fast
Ethernet，但你得同時需要更換新的集線器，網路纜線與網路卡，這是一筆
不小的花費。
Switch 扮演了一個特殊的角色。在一個分享的網路區段上，每台主機都是
碰撞網域（Collision Domain）的一部分，因為 Ethernet 的傳輸會互相爭
奪頻寬導致碰撞。路由器有能力縮減碰撞網域的範圍，但成本太高，而且設
定複雜。以一個連接 24 個 Ethernet 區段的高速路由器來說，大概需要
10 萬美金。但一台 24-Port 的同級 Switch 只需要 8 千美金左右。
那為什麼不乾脆把路由器甩在一邊，全部都用 Switch 就好了？一旦你明瞭
Switch 運作的原理，答案就很明顯了。讓我們先看看 Switch 工作的方式
。
當 Switch 收到一個框包，它必須判斷目的地在網路上的位置。Switch 撿
視框包內的目的地硬體位址，檢查轉送表，如果找到符合的資料，就將框包
送往表上指定的埠。如果找不到，它就將框包送往除了來源之外的每一個埠
，希望收到的目的地會送出一個回應，讓 Switch 更新本身的轉送表。廣播
與 Multicast 都送往每個埠。
/*轉載結束*/
[痞註] 這裡應該是用「傳送」比較合適。
另外 p.40 頁說，switch 說穿了，就是一個多 port 的 Bridge
其他的沒啥好提的，所以就省略不 post :P
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