電腦網路與連結技術：第
十章 區域網路連結技術
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電腦網路與連結技術：第
十章 區域網路連結技術
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第十章 區域網路連結技術 10-1 區域網路連結簡介
首先介紹區域網路的連接因素與連接型態，再分別介紹：Repeater、Hub、Bridge、Layer 2/3 Switch、Router、Gateway、Backbone Switch 的原理及特性，其中並詳解橋接器的學習功能與擴張樹演算法，以及 EIA/TIA 568A 佈線規範。 『網路連結』（Internetworking）表示將兩個以上網路連結成為一個較大的網路，對使用者而言，不論在多複雜的網路上存取網路資源，就如同在自己的網路上一樣，這就是連結網路最基本的要求，也稱之為『透通性』（Transparency）。至於連結後的網路和原來網路之間的關係，這就必須視它們之間的連結設備到底扮演何種角色而定（以下幾節分別介紹之）。圖 10-1 為網路連結的基本概念圖，區域網路一是由區域網路二和三連結而成。工作站 A、B 原屬於區域網路二的成員，但連結網路之後，它們也是屬於網路一的成員（如同工作站 E 和 G）。如果從網路資源來觀察，只要屬於網路一的成員都可使用該網路上的資源，但資源也許存放於網路二或三。對工作站 E 而言，存取網路資源就如同在本身電腦上存取一樣，而不論該資源到底存放在網路二或三，也不論工作站 E 原屬於網路二或網路三之成員，這才合乎網路連結的功能。
圖 10-1 網路連接之基本概念 10-1-1 區域網路之連結因素 首先，我們必須考慮為何需要連接網路，以下列出在一般區域網路上，需要連接網路的因素： (1) 延伸網路距離：當網路範圍過大，單一網路不敷使用時，就必須透過連結網路來延伸距離。 (2) 異質網路連接：兩個或兩個以上不同型態網路之間的通訊，就必須透過跨接網路的連結。例如 Ethernet 網路和 Token-Ring 網路之間的連接。 (3) 分散傳輸量：如果網路上傳輸量（Traffic）過高，就必須將網路切割成若干個網路，以分散傳輸量。 (4) 劃分工作群組：單一網路內集合各種組織型態的工作站（或人員），造成管理上的困難。如依照各工作群組的型態劃分為不同網路，再將其連結在一起，不但便於管理，而且可以分散傳輸負荷。 (5) 提高網路可靠度：在單一網路的環境下，網路上某個地方發生故障也許會影響到整個網路。如果將網路切割為若干個次網路，即使次網路癱瘓也不會影響到其他網路，因此可以提高網路的可靠度。這些次網路之間就需要網路連結。 (6) 網路外連接：區域網路如欲連結到其他外部網路（如網際網路），也需要跨接網路的連結。 10-1-2 區域網路之連接型態 連接網路除了必須考慮上述需求外，也必須符合環境因素。各種環境所連接方式也不一樣，我們將網路連接方式歸類如下： (A) 區域網路之間直接連接 將若干個區域網路連接在一起，成為一個較大的網路，基本上還是一個區域網路，如圖 10-1 所示。這種連結方式，最簡單也最為常用，一般我們會依照組織單位或工作性質來區分各個網路，每個網路可以獨立管理，管理效率也比較高。但當組織內所屬單位越來越多時，網路之間的連結就會變成非常混亂，也很難掌握整個網路的運作情形（如，頻寬分配），甚至還會降低網路的透通性。果真如此，我們必須考慮其它連接方式。 (B) 骨幹網路與區域網路連結 圖 10-2 是用一個傳輸速率較高的區域網路作為傳輸骨幹，來整合多個子網路，使其成為一個較大的網路系統。子網路之間的通訊皆透過骨幹網路傳送，而子網路之內的訊息只限制在子網路以內，因此，可以減少各網路之間的傳輸流量。這種連接方式，不但可增加網路透通性，也比較容易管理，目前較大的機關學校都採用這種連結型態。 骨幹連結型態也可以擴充為階層式連結，在任一個區域網路也可製作成一個較小的骨幹網路，來連結它所屬的區域網路，依此類推，一直延伸下去。其實，不論國際間的廣域網路，或各地區的大都會網路，都是由這樣擴充得來的。
圖 10-2 骨幹網路與區域網路 (C) 區域網路與廣域網路連結 廣域網路是由各地區的區域網路所構成，一般區域網路都能輕易透過連結元件接上廣域網路。目前網際網路非常風行，不論個人的網路或組織單位的區域網路，也都連結上廣域網路，如圖 10-3 所示。
圖 10-3 區域網路與廣域網路連結 (D) 區域網路之間透過廣域網路的連接 遠端兩個以上的區域網路可以透過廣域網路連接成一個較大的區域網路，也就是目前在網路最流行的『虛擬私人網路』（Virtual Private Network, VPN）。早期連結各地區之網路，都是向電信公司租用專線，但費用非常昂貴。目前廣域網路上的傳輸速率較早年高，穩定度也較好，已有許多公司行號改用廣域網路連接。 如圖 10-4 中，區域網路 A 是由區域網路 B 和 C 透過廣域連結而成，網路之間的訊息是經由廣域網路傳遞，因此，資料保密性必須特殊處理。
圖 10-4 區域網路透過廣域網路連結 10-1-3 區域網路之連結元件 基於前面的討論，連結網路除了必須考慮連結因素外，還牽涉到地理環境和連結型態。由各方面的需求，再來決定網路與網路間要使用何種元件連接，也就是連接元件應該扮演何種角色。連接元件介於兩個網路之間，因此，必須具備兩個實體裝置（如，網路卡）。表 10-1 為網路連結元件和連接雙方之通訊協定的關係，簡單敘述如下： 訊號重置器（Repeater）：用來連結完全一樣的網路。一般使用在 10Base5或 10Base2網路的延伸網路範圍。 (1) 集線器（Hub）：用來連結媒介擷取層之通訊協定完全相同的工作站或網路。為10BaseT、100BaseT及1000BaseT網路佈線的主要設備。 (2) 橋接器（Bridge）：連結媒介擷取層通訊協定相同或不相同的網路。一般應用在Ethernet網路與無線網路（Wireless LAN）、Token Ring網路等之間的連接。 (3) 第二層交換器（Layer-2 Switch）：Layer-2 Switch是用來連結媒介擷取層通訊協定相同的工作站或網路。Ethernet Layer-2 Switch是根據訊框中第二層位址（Ethernet Address）來進行訊框交換傳送的工作。 (4) 路由器（Router）：路由器是用來連結網路層之通訊協定相同的工作站或網路。最主要的功能是分割網路，或在較大型網路下作路徑選擇的功能。路由器是網際網路上最重要，也最複雜的裝置。一般使用的IP 路由器（IP Router），是根據封包中第三層位址（IP Address），來進行封包路徑選擇的轉送工作。 (5) 第三層交換器（Layer-3 Switch）：Layer-3 Switch是用來連結網路層通訊協定相同之工作站或網路。一般Layer-3 Switch包含有Layer-2 Switch（Ethernet Switch）之功能，由使用者設定選擇使用。Layer-3 Switch 是根據訊框中的網路層網址（IP Address）來進行封包交換的工作。 (6) 網路閘門（Gateway）：是用來連結完全不相同型態的網路。 表 10-1 連結網路之元件
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