區域網路元件

區域網路有下列幾個元件：

• 主機（hosts）：只要能夠接收或傳送資料的都可稱為主機，也可稱為終端。
• 互連技術（interconnections）：包含了，
  • 網卡（Network Interface Cards）：網卡用來將主機產生的資料轉成電子訊號送到網路媒體，反之亦然，將收到的電子訊號轉成二進位資料給上一層解讀。
  • 網路媒體（network media）：
    • 有線網路：雙絞線（twisted pair copper）、同軸電纜（coaxial cable，不再使用）、光纖（fiber optics）
    • 無線網路：從最起初的IEEE 802.11開始，最新規格到802.11ax，又稱Wi-Fi 6
• 網路設備
  • 交換器（switch）：可以讓資料更有效率地在區域網路中相互傳遞，運用在OSI第二層。
  • 路由器（router）：一般放在區域網路的出口，提供區域網路內使用者連結到另一個區域網路，或者網際網路。運作在OSI第三層。
  • 無線網路存取點（AP）：提供無線網路給手機、筆電等具有無線網卡的主機。運作在OSI第二層。
• 區域網路常用協定（protocol）：
  • 乙太網路（Ethernet），IEEE 802.3是乙太網路的標準，規範了在實體層連線、存取的方法。
  • 網路協定（IP, Internet Protocol），大概是網路裡最重要的協定了。規範了定址的方法及資料封裝結構。IPv4是目前主流版本，但是由於IP位址數量不夠，正逐漸被IPv6取代。
  • 傳輸控制協定（TCP, Transmission Control Protocol），採用三方交握，並在標頭建立序號，以避免封包遺失或順序錯誤，讓通訊雙方建立可靠的通訊方式。此協議還能做到流量控制，避免接收端一時收不完訊息，以及壅塞控制，在網路壅塞時修正資料流行為。
  • 使用者資料報協定（UDP, User Datagram Protocol），相較於傳輸控制協定追求可靠的網路傳輸，此協定不在程式執行錯誤檢查，容許一些遺失、錯誤的封包。
  • 位址解析協定（ARP, Address Resolution Protocol），用來解析IP位址，得到MAC位址，以提供OSI第二層資料鏈結層通訊使用。
  • 鄰居發現協定（NDP, Neighbour Discovery Protocol），ARP適用於IPv4，NDP則適用於IPv6。
  • 通用網路檔案系統（CIFS，Common Internet File Sysetm），讓網路上的主機可以共享檔案、印表機等資源。
  • 動態主機設定通訊協定（DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol），讓伺服器可以將IP位址與其他設定資訊提供給用戶端上網使用。

交換器的特性

交換器在現代網路架構中具有非常重要的角色，在資訊量越來越大的世代，它可以減輕網路的負擔避免壅塞。具有下列特性：

• 交換器具有不同的埠，提供給不同主機使用，一個埠就是一台主機，每台主機能夠使用媒體上的完整頻寬，不會產生碰撞，有效提升訊框的流通量（throughput）
• 交換器的不同埠具有緩衝記憶體（buffer），使得不同埠在互相傳遞訊息時，能夠同時進行。
• 由於交換器每個埠只連接一台主機，因此可以讓兩邊同時接收與傳送資料，稱為全雙工（full-duplex），如果一次僅單邊傳送，稱為半雙工（half-duplex）
• 能夠隨時調節流量
• 運作在OSI七層架構中的資料鏈結層（data link layer）。在本層傳送的資料稱為訊框（frame），傳送方式可分三種，
  • 單播（Unicast），傳送方式為1對1，必須有接收主機的MAC位址。
  • 廣播（Broadcast），傳送方式為1對全部，廣播位址是ff:ff:ff:ff:ff:ff
  • 多播（Multicast），一次傳送給多台主機，IPv4的多播位址是：01:00:5e:xx:xx:xx