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什麼是交換器(Switch)?
交換器即是交換式的集線器。交換器與集線器在網路內的功用大致相同,其間最大的差異在於交換器的每個埠(port)都享有一個專屬的頻寬並具備資料交換功能,使得網路傳輸效能得於同一時間內所能傳輸的資料量較大;而集線器為則是所有的埠(port)共享一個頻寬。
交換器 (Switch Hub) 與集線器 (Hub) 有什麼區別?
交換器和集線器都遵循IEEE802.3或IEEE802.3u,其介質存取方式均為 CSMA/CD。交換器和集線器的區別為: 集線器為共用方式,既同一網段的機器共用固有的頻寬,傳輸通過碰撞檢測進行,同一網段電腦越多,傳輸碰撞也越多,傳輸速率會變慢;交換器每個埠為固定 頻寬,有獨特的傳輸方式 ( Cut through、Store-and-forward、Fragment free),傳輸速率不受電腦增加影響,其獨特的 Auto-Negotiation、全雙工功能增加了交換機的使用範圍和傳輸速度。
 
 什麼是Layer 2 Switch (第二層交換器)?
即是在區域網路通訊傳輸中僅以第二層(MAC層)的資訊來作為傳輸與資料交換之依據,通常此類交換器先以學習的方式(Learning) 在每一個port 紀錄該區段的MAC Address再根據MAC層封包中的目的地位址(Destination Address,DA)傳送該封包至目的地的port (或區段),其他port (或區段)將不會收到該封包,若目的地位址仍然在該(或區段),則封包將不會被傳送。Layer 2 的Switch由於只判斷第二層的資訊故其處理效能佳,且其有效隔絕區段間非往來封包(及獨享頻寬),大大提昇網路的傳輸效能,但是Layer 2 的Switch 並無法有效的阻絕廣播域(Broadcast Domain)及Win95/98 中大量使用的NetBEUI協定均大量使用廣播封包,易造成之廣播風暴問題。
 
什麼是Layer 3 Switch (第三層交換器)?
Layer 3 Switch 又稱為IP SwitchSwitch Router, 意即其工作於第三層網路層的通信協定(如IP),並藉由解析第三層表頭(Header)將封包傳至目的地,有別於傳統的路由器以軟體的方式來執行路由運算與傳送,Layer 3 Switch是以硬體的方式(通常由專屬ASIC構成)來加速路由運算與封包傳送,如同傳統路由器(Router),Layer 3 Switch的每一個連接埠(port)都是一個子網路(Subnet),而一個子網路就單獨是一個Broadcast Domain廣播域,因此每一個port的廣播封包並不會流竄到另一個port,其僅負責傳送要跨越子網路的封包(Routing Forward),並以目的地的IP位址(目的地子網路的網路號碼)來決定封包要轉送至哪一個port,並以Routing Protocol(如RIP或OSPF)來交換Routing Table並學習網路拓蹼,其通常存放於Layer 3 Switch的Routing Forward Data-Base(FDB),並以硬體及Route Cache的方式來加速IP table lookup並予以定址與更新(目前大多以ASICIC來執行),因此才得以提昇運算效能達成Wiring Speed Forward之目的。
 
OSI標準通訊7層
OSI標準將通訊分為7層(Layer),包括Physicl、Logic、Network、 Transport、Session、Present及Application等,每層各司其職、最高層的應用程式(WWW/HTTP)逐漸透過解析與封包,由第一層(如Ethernet)之傳輸媒介載送信號傳至接收端;值得注意的是,TCP/IP的通訊協定與各種運用程式通常省略了第五及第六層,故只有五層。

參考資料:

 http://nmc.ilc.edu.tw/page3.htm#1

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