集线器 交换机 路由器介绍

1、TCP/IP与OSI协议之间的相关性

那 TCP/IP 是如何运作的呢？我们就拿妳常常连上的 Yahoo 入口网站来做个说明好了，整个联机的状态可以这样看：

1 应用程序阶段：妳打开浏览器，在浏览器上面输入网址列，按下 [Enter]。此时网址列与相关数据会被浏览器包成一个数据， 并向下传给 TCP/IP 的应用层；

2 应用层：由应用层提供的 HTTP 通讯协议，将来自浏览器的数据报起来，并给予一个应用层表头，再向传送层丢去；

3 传送层：由于 HTTP 为可靠联机，因此将该数据丢入 TCP 封包内，并给予一个 TCP 封包的表头，向网络层丢去；

4 网络层：将 TCP 包裹包进 IP 封包内，再给予一个 IP 表头 (主要就是来源与目标的 IP 啰)，向链结层丢去；

5 链结层：如果使用以太网络时，此时 IP 会依据 CSMA/CD 的标准，包裹到 MAC 讯框中，并给予 MAC 表头，再转成位串后， 利用传输媒体传送到远程主机上。

等到 Yahoo 收到你的包裹后，在依据相反方向拆解开来，然后交给对应的层级进行分析，最后就让 Yahoo 的 WWW 服务器软件得到你所想要的数据，该服务器软件再根据你的要求，取得正确的资料后，又依循上述的流程，一层一层的包装起来， 最后传送到你的手上！就是这样啰！

 

2、集线器

CSMA/CD 载波监听多路访问/冲突检测机制

集线器是一种网络共享媒体，什么是网络共享媒体啊？想象一下上述的环境就像一个十字路口，而集线器就是那个路口！ 这个路口一次只允许一辆车通过，如果两辆车同时使用这个路口，那么就会发生碰撞的车祸事件啊！那就是所谓的共享媒体。 也就是说，网络共享媒体在单一时间点内， 仅能被一部主机所使用。

理解了共享媒体的意义后，再来，我们就得要讨论，那么以太网络的网卡之间是如何传输的呢？我们以上图中的 A 要发给 D 网卡为例好了，简单的说， CSMA/CD 搭配上述的环境，它的传输情况需要有以下的流程：

1 监听媒体使用情况 (Carrier Sense)：A 主机要发送网络封包前，需要先对网络媒体进行监听，确认没有人在使用后， 才能够发送出讯框；

2 多点传输 (Multiple Access)：A 主机所送出的数据会被集线器复制一份，然后传送给所有连接到此集线器的主机！ 也就是说， A 所送出的数据， B, C, D 三部计算机都能够接收的到！但由于目标是 D 主机，因此 B 与 C 会将此讯框数据丢弃，而 D 则会抓下来处理；

3 碰撞侦测 (Collision Detection)：该讯框数据附有检测能力，若其他主机例如 B 计算机也刚好在同时间发送讯框数据时， 那么 A 与 B 送出的数据碰撞在一块 (出车祸) ，此时这些讯框就是损毁，那么 A 与 B 就会各自随机等待一个时间， 然后重新透过第一步再传送一次该讯框数据。

3、路由器 

我的数据要由计算机 A 通过 B 后才送达 C ，而 B 计算机有两块网络卡，其中 MAC-2 与 A 计算机的 MAC-1 互通，至于 MAC-3 则与 C 计算机的 MAC-4 互通。但是 MAC-1 不能与 MAC-3 与 MAC-4 互通，为啥？因为 MAC-1 这块网络卡并没有与 MAC-3 及 MAC-4 使用同样的 switch/hub 相接嘛！所以，数据的流通会变成：

1 先由 MAC-1 传送到 MAC-2 ，此时来源是 MAC-1 而目的地是 MAC-2；

2 B 计算机接收后，察看该讯框，发现目标其实是 C 计算机，而为了与 C 计算机沟通， 所以他会将讯框内的来源 MAC 改为 MAC-3 ，而目的改为 MAC-4 ，如此就可以直接传送到 C 计算机了。

也就是说，只要透过 B (就是路由器) 才将封包送到另一个网域 (IP 部分会讲) 去的时候， 那么讯框内的硬件地址就会被改变，然后才能够在同一个网域里面直接进行讯框的流通啊！

 

集线器 【共享媒体】

交换机（switch/hub）【非共享媒体】

 路由器（route）【连接不通网络的】

 

4、交换机（switch）

集线器 (hub) 这个网络共享媒体就可能会发生碰撞的情况， 这是因为 CSMA/CD 的缘故。那有没有办法避免这种莫名其妙的封包碰撞情况呢？有的，那就使用非共享媒体的交换器即可啊！
交换器 (switch) 等级非常多，我们这里仅探讨支持 OSI 第二层的交换器。交换器与集线器最大的差异，在于交换器内有一个特别的内存， 这个内存可以记录每个 switch port 与其连接的 PC 的 MAC 地址，所以，当来自 switch 两端的 PC 要互传数据时，每个讯框将直接透过交换器的内存数据而传送到目标主机上！ 所以 switch 不是共享媒体，且 switch 的每个埠口 (port) 都具有独立的带宽喔！

举例来说，10/100 的 Hub 上链接 5 部主机，那么整个 10/100Mbps 是分给这五部主机的， 所以这五部主机总共只能使用 10/100Mbps 而已。那如果是 switch 呢？由于『每个 port 都具有 10/100Mbps 的带宽』， 所以就看你当时的传输行为是如何啰！举例来说，如果是底下的状况时，每个联机都是 10/100 Mbps 的。

A 传送到 D 与 B 传送到 C 都独自拥有 10/100Mbps 的带宽，两边并不会互相影响！ 不过，如果是 A 与 D 都传给 C 时，由于 C port 就仅有 10/100Mbps ，等于 A 与 D 都需要抢 C 节点的 10/100Mbps 来用的意思。 总之，你就是得要记得的是，switch 已经克服了封包碰撞的问题，因为他有个 switch port 对应 MAC 的相关功能， 所以 switch 并非共享媒体喔！同时需要记得的是，现在的 switch 规格很多， 在选购的时候，千万记得选购可以支持全双工/半双工，以及支持 Jumbo frame【其实就是巨型帧，比现在一般的以太网帧大】 的为佳！