看不見的網路如何運作?

透過動畫演示,一次搞懂 8 種常見網路設備的運作原理

1. 網路卡 (NIC)

電腦連接網路的必備硬體,負責將電腦資料轉換為網路訊號。以下為四種常見介面:

PCI 介面

舊式桌上型電腦使用。插在主機板的白色插槽上,現已逐漸被 PCI-E 取代。

PCI 網卡

PCI-E 介面

現代桌機主流標準。速度極快,通常用於高效能網卡或伺服器網卡。

PCI-E 網卡

USB 介面

外接式網卡。適合輕薄筆電或臨時使用,隨插即用,非常方便。

USB 網卡

PCMCIA 介面

古董級筆電專用。外型像厚信用卡,插入筆電側邊插槽,現已淘汰。

PCMCIA 網卡

2. 數據機 (Modem)

基本原理:調變與解調變

將電腦的「數位訊號」(0與1) 與電話線/纜線的「類比訊號」(波形) 互相轉換。

傳統數據機

傳統數據機 (56K)

使用傳統電話語音頻段撥接。速度慢且佔用電話線。

ADSL 數據機

ADSL 數據機

利用電話線高頻傳輸,俗稱「小烏龜」,上網通話互不干擾。

Cable 數據機

Cable 數據機

利用有線電視同軸電纜傳輸,通常頻寬為共享式。


3. 訊號延伸與交換 (Hub vs Switch)

中繼器 (Repeater)

負責在實體層運作。當訊號因為距離太遠而衰減時,它將訊號「整形並放大」再送出。

訊號衰減與再生
弱訊號
強訊號

橋接器 (Bridge)

連接兩個網段。它比中繼器聰明,會檢查 MAC 位址,只有目標在「另一邊」的資料才准通過,過濾流量。

動畫:過濾(紅) vs 轉送(綠)
網段 A
網段 B
同網段阻擋,跨網段放行

集線器 (Hub)

低效率

多埠的中繼器。收到資料後,直接廣播給所有人。容易造成資料碰撞,無隱私。

動畫:紅點是資料封包
盲目廣播:所有人被迫接收

交換器 (Switch)

智慧型

記錄 MAC 位址。收到資料後,只傳送給目標電腦。效率高,互不干擾。

動畫:藍點是資料封包
目標電腦 A
電腦 B (無資料)
精準傳送:只給需要的電腦

4. 路由與無線 (Router & AP)

路由器 (Router)

網路層設備 (Layer 3)。它是不同網路之間的「郵差」或「交通警察」。

動畫:跨網段傳輸
家中
網際網路
公司
  • 連接不同網路:負責將您的區域網路 (LAN) 連接到外部的廣域網路 (WAN)。
  • 路徑選擇:利用 IP 位址判斷最佳路徑,將資料傳送到正確的目的地。

無線基地台 (AP)

將有線訊號轉換為無線電波 (Wi-Fi),讓手機、平板可以連入網路。

SSID 廣播中...
注意:現代家用的「無線路由器」通常是一台機器整合了 Router + Switch + AP 三種功能。