[網路]淺談路由器(Router)工作原理

前言

在乙太網路上，許多協定都會使用到廣播來做資料交換，數量一多就會造成網路效能低落，因此使用路由器作為廣播網域(Broadcast Domain)邊界，切割出不同網段來遏止廣播風暴蔓延。

原理

在TCP/IP的設定中，有個預設閘道(Default Gateway)欄位讓你填，如果你要離開本地網段的話，ARP就會去詢問預設閘道的Mac Address，將L2表頭的目的地位址填上預設閘道的實體位址，送出封包後L2的目的地位址會是預設閘道的網卡。

舉個例吧，"PC0"要Ping"PC3"，封包轉送前和轉送後的改變。

當PC0(192.168.10.10/24)要Ping PC3(192.168.20.10/24)時，ARP會判斷目標IP是否在同一網段。
此例是跨網段，故ARP會回覆預設路由的MAC

[網路]淺談ARP(Address Resolution Protocol)運作原理

 用途

　　在乙太網路上，資料的傳遞必須要有實體位址(MAC Address)，Layer 2設備會驗證Frame的實體位址，不是找它的一律捨棄，但設備一開機總不可能就有所有設備的實體位址吧？所以就需要ARP協定來協助取得各個設備的實體位址。

介紹

　　ARP是利用乙太網路的廣播功能所設計出來的位址解析協定，它的主要特性是它的位址對應關係是動態的，以查詢的方式來獲得IP位址(IP Address)和實體位址(MAC Address / Physical Address)的對應關係。

　　只要是Layer 3的設備都一定會有ARP Cache，並且會在ARP快取內建立APR表格(ARP Table)用來記錄IP位址和實體位址的對應關係。這個Table會依據自身的存活時間遞減而消失，以確保資料的正確性。

原理

　　當發送主機有一個封包要傳送給目標主機時，並且已獲得目標主機的 IP 位址，那發送主機會先檢查自己的 ARP 表格中有沒有該 IP 位址的實體位址對應。

如果有，就直接將此IP所對應的MAC Address填入Layer 2表頭。

如果沒有，則向網路發出一個 ARP Request 的廣播封包，查詢目標主機的實體位址。

[網路]集線器(Hub)與交換器(Switch)的差別

集線器(Hub)

Hub是屬於Layer 1(實體層)的設備，所有資料只會視為電子流，只做洪泛、沖刷(flood)的動作。

另外，由於Hub也有訊號增益的功能，所以能將每個Port視為一個Repeater。

這張圖我們可以看到，Hub會將資料沖刷到每個Port造成頻寬壅塞，故集線器只適合用於臨時串接。