2023年3月15日 星期三

hub switch IP分享器 router的差別

hub


hub中文翻譯為集線器,一般而言,HUB有兩大特性,一個就是廣播,一個就是半雙工。hub比較單純,收到資料以後,把資料送出去給底下的所有線路,再看對方要不要接收這個資料,這是hub的運作原理。 半雙工是指,收資料或送資料不能同時,你一次只能做其中一種。由於HUB的這種特性,所以當HUB連接非常多電腦時,網路就會變慢。

switch


switch中文翻譯為交換器,是以全雙工的方式傳送資料。使用switch就比較複雜了,資料收到了以後,switch會去查Mac address,也就是一張網路卡獨一無二的識別碼,再把資料送到指定的主機,就不會每台主機都送,然後那一台主機把資料收進來,其他電腦並不會也收到資料,而且這個時候別的電腦也可以同時互相傳送資料,這是switch的運作原理。

在網路的世界中,資料是採用封包交換的方式來傳輸的,簡單的說就是把資料分割成一小塊一小塊這樣子送出去,送出去了以後就看有誰來認領這個封包,這個封包才會被收起來。

使用hub時,不管是誰,我都把封包傳送過去給所有的人,我也不指定封包要送給哪個人,這樣當電腦很少的時候,使用hub是會比switch快的,因為SWITCH要傳送的資料封包每一個都必須經過判斷決定要送往哪一台電腦,所以會有一些延遲。

使用switch時,我會去查Mac address,要判斷這個封包要送給哪個人,封包只會走一條線路出去,就只會送個一個人,當電腦很多的時候,使用switch就會比較快。

所以如果是一般的家庭因為電腦很少,也許一個家庭也才2~3台電腦,這個時候就選擇使用hub比較快,如果是公司行號或是學校,因為電腦很多,這時候就要選擇使用switch。

IP分享器


通常會有一個WAN port和1~4個不等的Lan port(其實是Switch)。WAN port一般是接ADSL modem(也就是小烏龜啦),而Lan port則是接到PC電腦。這個設備主要的功能是NAT,也就是做IP分享的意思,他會將WAN port的真實IP(可以是固定IP或浮動IP)分享給LAN port的電腦使用。

簡單的說,IP分享器是透過傳送封包內的MAC位址來分辨這個封包資料是要給哪一台電腦的,進而達到分享IP的功能。

router


Router的中文翻譯是路由器,可以想像成這是把資料收進來的一個出入口,Router會有一個孔是對外連線的,其他還有好幾個孔,用來規劃不同的區域網路,在同一個區域網路的電腦會有相似的IP,例如:192.168.1.1~192.168.1.10,你會發現前3個是相同的數字,最後一個是不同的數字。

同一個區域網路可以想像成同一個社區或是班級,今天我有一個資料在區域網路中廣播,這個資料只在同一個區域網路的人收到而已,資料送到router的時候會被擋下,不會再送出去。可以想像一下,今天班上有事情要宣布,這件事情我只會對班上的同學講,不會讓別班的人都聽到我在宣布甚麼內容,這就是區域網路的概念。

router的一個重要工作是routing,中文翻譯為繞送,是把資料送到其他的網路區域,要知道這個資料要往哪裡傳送就要有一個routing table來獲得各台主機的IP資訊,資料就這樣子傳送出去了,資料要從區域網路中傳出去到外面,這時就要透過router來判斷這個資料要送往哪裡。

在網路的世界中,封包交換時switch是查封包的Mac address,router是查封包的IP,封包丟到router以後,router確認這個封包是他的以後就把這個封包送到下面的區域網路,然後hub或是switch再把封包送到主機,這就是網路傳送資料的簡單概念。

IP分享器和Router的差別


假如A要傳資料給內部的電腦,所以當IP分享器收到封包時,發現目的IP是192.168.0.X網段的,於是根本不會把封包往WAN port送,而是會往LAN送。如果A電腦是要上網,那麼目的IP就不是192.168.0.X這個網段的,那麼這個封包就會往WAN送出去然後透過ADSL到網際網路。而ROUTER最主要的工作就是判別收到的IP封包要往哪一個介面送。

對路由器本身而言,並沒有內外之分,他主要是由不同介面來組成,每個介面負責管理一個IP DOMAIN,而路由器就負責判斷收到的封包,要往那個介面傳送出去,而傳送的依據就是Routing Table。

至於IP分享器,他算是一個閹割版+功能限定的路由器,他的介面有兩個,一個是WAN,一個是LAN。WAN必須可以是真實IP,LAN則必須是虛擬IP,並且封包在透過IP分享器轉送時,一定會使用並且依照NAT功能加以修改。

更真實的舉例,路由器的主要功能是切割IP DOMAIN,當然可以切割成網內和網外,但也可以兩邊都是網內,或者都是網外,而且他通常只負責轉送,並不會對要轉送的封包做手腳。 而IP分享器,只能轉送網內和網外,而且因為NAT的關係,轉送的封包一律會被修改過才轉送出去,他主要是用來解決一般民眾IP不足的問題。但是運作的根本原理,和路由器是相同的(一樣轉送兩個不同IP DOMAIN)

NAT


一般IP分享器LAN port裡的電腦室使用虛擬IP,也就是俗稱的假IP,這個網段通常是192.168.X.X,最常見的是192.168.0.X與192.168.1.X。這個IP網段是保留的網段,在實際網際網路並不能使用。NAT這個功能負責記錄網卡MAC位址與假IP的關係並做轉換。

舉例來說,假設使用者有兩台PC透過IP分享器上網

A電腦IP為192.168.0.2,網路卡MAC位址是00046F12301A

B電腦IP為192.168.0.50,網路卡MAC位址是000879215B09

當A電腦想要連網站yahoo.com.tw時,A電腦會送出資料給yahoo,而IP分享器會記錄192.168.0.2的MAC是00046F12301A,並把資料內來源IP 192.168.0.2改成WAN port的真實IP,然後送往YAHOO。Yahoo收到以後會依照真實IP位址回傳資料給IP分享器,IP分享器再依照資料內的MAC位址判別出這封包是要給A電腦的,於是把目的IP改成192.168.0.2送往A電腦。

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