- 數據機將您的網路連接到網際網路服務供應商，而路由器則在您的區域網路和外部網路之間路由流量。
- 交換器使用 MAC 位址建立和組織本地網絡，這與集線器將流量複製到所有連接埠不同。
- 路由器通常整合了交換、防火牆、NAT 和 DHCP 功能，成為家庭或小型辦公室網路的核心。
- 選擇和組合合適的數據機、路由器和交換器可以提高任何網路的效能、安全性和可擴展性。
當你在家裡或辦公室搭建網路時，突然間你會開始聽到諸如此類的字眼。 數據機、路由器、交換器甚至集線器它們看起來都差不多，都是些佈滿乙太網路介面和指示燈的小玩意兒，但它們在網路中扮演的角色卻截然不同。了解這些差異有助於您選擇合適的設備，避免網路瓶頸或安全問題。
本文將冷靜地探討這些問題。 這些設備各自具有什麼功能？ 它們之間有何區別？我們將使用日常範例並簡化技術術語，解釋何時您的 ISP 路由器就足夠了，何時添加交換器可能有意義，調製解調器在這一切中扮演什麼角色，以及為什麼舊的集線器實際上已被降級到非常特定的用途。
什麼是調變解調器？它在網路中扮演什麼角色？
調製解調器是負責以下操作的設備： 將您的網路連接到網際網路服務供應商的基礎設施。傳統上，它負責調製和解調訊號（因此得名），儘管技術已經發生了變化（ADSL、電纜、光纖），但其基本功能仍然相同：與您的 ISP 網路使用相同的「語言」。
大多數家庭的數據機直接連接到網路。 互聯網運營商提供它通常整合在為您安裝的路由器中，但在其他情況下，它是一個單獨的設備，透過乙太網路或同軸連接埠連接到路由器。
根據型號的不同，數據機可能 為連接的裝置指派 IP 位址它可以作為最基本的路由器使用，或者只是為主路由器分配一個IP位址。在簡單的設定中，遊戲機、電腦或行動裝置可以直接連接到數據機（尤其是在網路服務供應商提供混合型數據機/路由器的情況下）。
一個重要的細節是，由於該設備由供應商管理， 配置選項通常非常有限。在許多情況下，您除了 WiFi 密碼或一些基本設定外，無法更改太多內容，而且出於支援或安全原因，運營商還會阻止一些高級設定。
路由器是什麼？它究竟有什麼用途？
路由器是您家庭或小型辦公室網路的大腦，它負責管理… 在不同網路之間轉送封包它通常透過 WAN 連接埠將您的本地網路 (LAN) 連接到外部網路：例如您的網際網路供應商的網路或任何其他遠端網路。
它的主要功能是決定 每個資料包到達目的地的最佳路徑是什麼？為此，他使用了一種 路由協定 還有路由表，它會根據目標 IP 位址告訴系統應該透過哪個介面發送每個封包。雖然這聽起來很技術性，但實際上正是它讓你能夠打開網站、玩線上遊戲或訪問公司 VPN。
在 OSI 模型層面上，路由器主要在以下方面運作： 網路層（第 3 層）然而，現代路由器整合了涉及實體層和資料鏈路層的功能，尤其是因為它們通常包含多個乙太網路連接埠和 WiFi 連線。
在典型的家庭使用中，路由器會處理這些事情。 將所有裝置連接到互聯網，而不再局限於本地網路。手機、電視、電腦、遊戲機或網路攝影機從路由器取得內部 IP 位址，並透過單一共享的外部連線存取網路。
除了路由功能外，這些設備還包括其他功能，例如： NAT、DHCP 伺服器、基本 DNS 伺服器和 火牆NAT 允許許多內部設備共用一個公用 IP 位址，DHCP 會自動在本機網路內指派 IP 位址，而基於硬體的防火牆會過濾流量，以保護您免受外部攻擊，例如入侵嘗試或某些類型的 DDoS 攻擊。
在更高階的網路中，路由器可以與…配合使用 自適應路由或靜態路由自適應路由會根據網路狀況（連結故障、擁塞等）更新其路由表，而靜態路由則遵循網路管理員手動定義的路由。
什麼是開關？它是如何運作的？
此開關負責 透過將多個裝置相互連接來建置和組織本地網路。與路由器不同，它不處理與其他網路（例如互聯網）的通信，而是確保同一區域網路內的機器能夠快速且有效率地通訊。
開關的工作原理主要是… OSI模型的第二層儘管許多現有型號也能在第 3 層運作以提供高級功能（所謂的 3 層交換器），但它們的功能是接收幀、分析幀，然後僅將其轉送到與目標裝置對應的連接埠。
為了實現這一點，開關利用了… 已連接裝置的 MAC 位址它接收到流量後，會學習每個連接埠對應的 MAC 位址，並建立一個映射表。當一個發送到特定 MAC 位址的訊框到達時，它就能準確地知道應該透過哪個連接埠發送，而不會幹擾其他裝置。
由於這種行為，來源電腦發送的資料包得以傳輸。 它們不會複製到網路上的所有電腦。相反，它們只會連接到正確的設備。這減少了不必要的流量，避免了衝突，並使多個設備能夠比使用集線器等舊技術更有效率地同時通訊。
簡而言之，我們可以說這種轉變 它在發送方和接收方之間建立了一條專屬的溝通管道。 針對每次傳輸，優化頻寬使用，提高網路穩定性，尤其是連接大量設備時。
舊樞紐：它是什麼以及為什麼幾乎不使用
在交換器價格下降之前，搭建簡單網路的典型設備是… 蘑菇（ 網路集中器 ），一種非常基礎的設備，用作中央連接點。它的操作極為簡單：透過一個連接埠接收到的所有內容都會被複製並透過所有其他連接埠發送，而不區分接收者。
當連接到集線器的電腦發送資料時， 中心節點會複製該資訊並將其傳送到網路上的所有裝置。它無法將資料定向發送給單一接收者；事實上，它甚至不知道哪台電腦才是目標接收者。最終由終端用戶電腦決定是否將流量定向到自己，或將其丟棄。
這種工作方式存在一些明顯的缺點。首先， 頻寬消耗要高得多因為你想傳送到裝置的每個資料位元最終都會在集線器的所有連接埠之間循環傳輸。此外，在傳輸過程中，其他設備必須等待傳輸完成才能發送數據，一旦網路稍微過載，就會造成瓶頸。
儘管如此，樞紐還是有其用途的，尤其是在以下任務中： 網路分析與流量監控由於他們會把所有資訊重複給所有人，因此很容易連接診斷工具，查看網路上正在傳播的內容，檢測錯誤，或研究某些設備的行為。
隨著價格低廉的交換器的出現，集線器在現代網路中實際上已經過時了，因為 它性能更差、效率更低，而且毫無智能可言。 與交換器在相同情況下所提供的優勢相比。
交換器和路由器的差別
第一個根本差別是… 網路內各裝置的主要功能交換器負責連接相同本地網路中的設備，而路由器則負責將不同的網路連接起來（例如，將您的區域網路與網際網路或其他遠端區域網路連接起來）。
其次，我們必須考慮… 他們研究的 OSI 模型層交換器主要在資料鏈結層（第 2 層）運行，在一些高級型號中，也在第 3 層運行；而路由器在網路層（第 3 層）運行，並且透過整合實體連接埠和附加功能，也涉及實體層和鏈路層。
另一個關鍵區別在於 他們如何決定發送數據交換器使用 MAC 位址來確定每個訊框應該透過哪個連接埠轉發，從而在發送方和接收方之間建立邏輯電路。而路由器則依賴 IP 位址及其路由表來決定每個封包到達另一個網路應該走哪條路徑。
每個交換器處理的流量類型也不同。 它專注於本地網路的內部流量連接電腦、印表機和伺服器後，它們就可以共用資源。路由器則負責管理不同網路之間的流量，與其他路由器通信，並選擇資料到達外部網路的最有效路徑。
最後，關於以下方面存在一些重要差異 安全性和附加功能除了具備高階功能的管理型交換器之外，普通交換器的角色相當中立：它僅僅負責區域網路內的資料幀交換。而路由器則通常整合了防火牆、NAT、封包過濾、流量優先權控制以及其他保護網路安全和最佳化外部連線的機制。
路由器和交換器在連接方式上的區別
如果你觀察典型的家用路由器，你會發現它包含多個乙太網路LAN連接埠。這意味著，除了路由功能之外， 它還可以充當小型整合開關的角色。允許您透過電纜連接多個設備，而無需額外的設備。
另一方面，開關主要用於 增加路由器或數據機上的可用連接埠數量換句話說，當路由器的 LAN 連接埠不足時，您可以將交換器連接到其中一個端口，從而獲得額外的端口，以便插入更多電腦、網路印表機、IP 攝影機等。
交換器僅限於本地網絡，而路由器則具備以下能力： 建立本地網路並建立與外部網路的通信它負責使您的私人網路能夠與互聯網通信，如果您的環境需要，它還可以互連多個內部子網路。
在家庭和小型辦公室中，通常的設定包括一個用作網關的路由器，如有必要，還可以使用一個或多個交換器來擴展區域網路的容量。 路由器仍然是連接到互聯網的核心節點。而交換器則負責在不同工作站之間分配連線。
在規模較大的企業環境中，設計可能會更加複雜，需要多個存取交換器、分發交換器以及一個或多個路由器將所有這些設備連接到其他站點或提供者的網絡，但功能邏輯保持不變： 交換器在網路內部進行交換；路由器在網路之間進行路由。.
整合式調變解調器的路由器、獨立路由器和雙重NAT
許多網路服務供應商安裝的設備實際上是混合型設備， 它們將調製解調器和路由器整合在一個外殼中。換句話說：它們與 ISP 的網路通信，同時創建和管理具有 WiFi 和乙太網路連接埠的本地網路。
其他設定則使用連接到獨立中立路由器的「純」數據機。在這種情況下，調製解調器全權負責… 翻譯運營商的網路訊號 並提供與路由器的連接，路由器負責管理內部 IP 位址、防火牆、WiFi 等。此選項通常提供更大的配置自由度和更好的性能。
如果由於缺乏相關知識，兩個路由器在未正確配置的情況下級聯連接，則可能會產生所謂的… 雙重NAT換句話說，每個路由器都在自行執行 NAT，從而創建了兩層 IP 位址轉換，這可能會導致開放連接埠、線上遊戲或需要傳入連線的服務出現問題。
有些有線路由器也具備以下功能： 網路連線點（有線數據機路由器）它們進一步整合了系統：集連接服務供應商、分配內部IP位址、交換器功能和Wi-Fi服務於一體。它們雖然實用，但有時會限制需要精細網路控制的高級用戶。
總之，重要的是要理解調製解調器 它涉及互聯網服務提供商 (ISP) 網路和實體存取層。路由器負責處理資料在你的網路與外部網路之間的傳輸。選擇一款好的路由器或正確設定你現有的路由器，會對網路的穩定性、安全性和效能產生顯著影響。
集線器、交換器和路由器的區別
如果我們把集線器、交換器和路由器並排放置，我們會發現，儘管它們可能使用類似的連接器， 它們在網路中的功能截然不同。前兩者側重於本地網絡，第三個除了提供更多控制選項外，還將不同的網絡連接在一起。
樞紐是最簡單的： 它接收幀並無差別地透過所有連接埠轉送。它無法識別 MAC 位址或 IP 位址；它只會複製接收到的資訊。這使得它易於使用，但效率低下，會產生大量不必要的流量，並在多個設備通訊時限制效能。
這款交換器是「智慧兄弟」： 它會學習每個連接埠上的 MAC 位址，並且只將訊框傳送到正確的目的地。憑藉這種基本智能，它可以減少廣播流量，提高頻寬利用率，並允許在網路中並行進行多個對話。
路由器又向前邁進了一大步： 它的功能類似於區域網路中的交換器。 （因為它通常整合了一個網路），此外，它還負責將資料包路由到其他網絡，尤其是互聯網。它添加了安全功能、IP 管理、流量優先排序和其他工具，使其成為網路的關鍵元件。
就它們處理的資料類型而言，集線器和交換器與… 第 2 層的幀路由器在第 3 層管理 IP 封包。集線器將這些幀發送到所有連接的設備，交換器只發送到目標設備，而路由器根據目標 IP 將它們在不同的網路之間重定向。
數據機、路由器、交換器和集線器的典型使用場景
在典型的家庭網路中，絕對的主角是路由器（通常帶有整合式調變解調器）， 它允許你在本地網路上工作並訪問互聯網，而不會使你的生活變得複雜。電信業者會為您安裝和配置，除了更改 WiFi 密碼外，您無需做太多事情。
交換器正開始在 擁有大量工作站的中型網路和辦公室它們用於將大量個人電腦、印表機、IP電話和其他設備連接到伺服器或主路由器。在這種環境下，交換器的效率及其處理並發流量的能力至關重要。
路由器的應用範圍非常廣泛：從家用路由器到骨幹路由器，無所不在。 在提供者層面互連大型網絡在無線網路中，它們還負責將 WiFi 存取點與其餘基礎設施和網路連接連接起來。
雖然如今樞紐不太常見，但仍可能出現。 規模非常小的網路、老舊的工業環境或實驗室 其目標是輕鬆捕獲和分析所有流量。即便如此，在大多數情況下，它們已被交換器取代，交換器以相近的價格提供了更好的性能。
在選擇所需設備時，值得考慮以下因素。 網路規模、效能要求和所需功能對於簡單的家庭網絡，一台不錯的路由器（通常是網路服務提供者提供的）就足夠了。如果您需要更多連接埠或更強大的控制功能，添加可管理型交換器或第三方路由器會是不錯的選擇。
簡而言之，了解調變解調器、路由器、交換器以及現在幾乎已成為歷史的集線器如何分配工作，可以讓你… 建立更穩定、更安全、更易於擴展的網絡避免雙重 NAT 等問題配置，充分利用您向網路服務供應商付費的連線。