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本次講座主要回顧了網路設備從1990年代的集線器（Hub）演進到橋接器（Bridge），再到交換器（Switch）的技術變革與背景原理。講師首先闡述了Hub因串接導致碰撞（Collision）領域擴大，造成網路效能急遽下降的問題，並以智邦科技的實際技術支援案例說明。接著，講座介紹了為解決此問題而誕生的Bridge，它透過「分段」（Segment）與隔離「碰撞域」（Collision Domain）的概念，有效減少了網路碰撞。講師也詳細解釋了CSMA/CD協議的碰撞處理機制。<br><br>
隨後，講座進一步探討了Bridge為何被Switch迅速淘汰。核心原因在於效能差異，衡量指標為PPS（Packet Per Second）。Bridge雖解決了碰撞問題，但因運作在OSI第二層，處理速度較慢。相較之下，Switch透過引入全雙工（Full Duplex）模式和革命性的ASIC（特定應用積體電路）晶片，使其處理效能達到Bridge的數百至數千倍，從而完全取代了Bridge。講座最後介紹了Bridge與Switch共同的運作基礎——基於MAC位址的轉發決策，並複習了乙太網路封包的基本概念。

=== 集線器 (Hub) 的發展與問題 ===
* Hub 的普及與限制
** Hub 在1990年代開始發展，並在1995至1997年間非常盛行。
** 早期的 Hub 因技術限制，端口數不多（如最多16個），且網路建構指南建議串接數量不應超過4台。
* 串接 Hub 導致的 Collision 問題
** Hub的運作原理是將收到的電子訊號複製並轉發（repeat）到所有其他端口。
** 多台 Hub 串接會使碰撞（collision）領域擴大，封包會被層層轉發至整個網路，導致不同電腦同時傳送封包的機率大增，碰撞機會劇增，最終使網路效能嚴重下降。
* 智邦技術支援案例
** 講師分享在智邦科技擔任技術支援的經驗，常有客戶抱怨更換Hub後網路變慢，經查80-90%的問題根源都是Hub過度串接。
** 智邦Hub面板上設計良好的Collision燈號，能以跑馬燈形式顯示碰撞百分比，有助於判斷問題。
=== 橋接器 (Bridge) 的出現與運作原理 ===
* Bridge 的誕生背景與歷史定位
** 為了解決大型網路中因 Hub 串接而導致的過多碰撞問題，Bridge應運而生。
** 它在網路歷史上僅存活約兩三年，很快就被交換器（Switch）淘汰，但其運作原理為Switch奠定了基礎。
* Segment（網段）與碰撞隔離
** Bridge的每個端口所連接的網路被稱為一個「Segment」（網段）。
** Bridge的核心功能是將每個Segment內產生的碰撞限制在該網段內，阻止碰撞產生的JAM訊號擴散到其他網段，從而大幅減少整體網路的碰撞率。
* 碰撞域（Collision Domain）
** Bridge的引入催生了「碰撞域」概念。一個Bridge有多少個端口，就建立了多少個獨立的碰撞域。
** 每個碰撞域的碰撞率獨立計算，不會互相影響。相反，整個Hub網路只有一個碰撞域，任何碰撞都會影響所有設備。
* CSMA/CD 協議與碰撞處理
** 當碰撞發生時，設備會偵測到並停止發送，Hub會發送「JAM」訊號通知所有設備。
** 收到JAM訊號的設備會啟動隨機等待機制，等待一段隨機時間後再嘗試重送，以避免連續碰撞。
* Hub 與 Bridge 的比較
** 架構：Hub是單一碰撞域；Bridge則將每個端口劃分為獨立的碰撞域。
** 成本：初期Bridge非常昂貴，每個端口成本高昂。
** 端口數：早期Bridge端口數很少（2-8個），因此常形成Bridge連接Hub，再由Hub連接終端用戶的階層式架構。
** 燈號區分：Hub通常只有一個統一的碰撞燈號；Bridge（及後來的Switch）則為每個端口配備獨立的碰撞燈號。
=== 交換器 (Switch) 的崛起與技術優勢 ===
* 從Bridge到Switch的演進
** Switch的出現是為了解決Bridge效能不足的問題，其處理效能是Bridge的數百到數千倍。
** 衡量網路設備效能的關鍵指標是PPS（Packet Per Second，每秒處理封包數）。
* Switch的兩大效能關鍵：全雙工與ASIC
** 全雙工（Full Duplex）：每個端口的電路分為獨立的收、發兩路，可同時收發封包，從根本上完全避免了網路碰撞問題。早期Hub為半雙工。
** ASIC晶片：全名為「特定應用積體電路」，是一種為特定用途（如高速處理網路封包）專門設計的客製化晶片。Switch採用「CPU + ASIC」架構，而Bridge僅使用CPU，因此Switch也被稱為「硬體式橋接器」（Hardware Bridge）。
* ASIC帶來的產業影響
** ASIC技術讓交換機的端口密度大幅增加，成本降低。
** 台灣在全球通訊網路產業佔有重要地位，例如智邦科技（Accton）在公有雲資料中心的交換器市佔率超過50%，部分歸功於其對ASIC設計公司的投資。
** ASIC應用廣泛，涵蓋AI、比特幣挖礦、手機CPU等多領域，也帶動了台積電等晶圓代工廠的業務。
=== Bridge與Switch的共同運作基礎 ===
* 共同原理：Bridge和Switch的運作原理基本相同，都是依靠MAC位址來進行封包轉發決策。
* 乙太網路封包與MAC位址
** 兩者皆運作於OSI第二層，能識別乙太網路封包結構。
** 它們能讀取封包中的「目的MAC位址」與「來源MAC位址」（均為48個位元），以決定封包的去向。
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=== MAC位址的基本概念 ===
* MAC位址的定義與別稱
** MAC位址是網路設備的位址，有兩種主要稱呼。
** 第一種是無線網路（W-LAN）中的稱呼。
** 第二種是微軟作業系統中稱為「實體位址」（Physical Address），這與邏輯位址（如IP位址）相對。微軟創辦人皮爾·蓋茲（應為比爾·蓋茲）希望產品術語能讓一般使用者（如國外老太太）也能理解，因此使用較通俗的「Physical Address」而非專業術語「MAC Address」。
* MAC位址的物理性質
** MAC位址又可稱為實體位址或硬體位址，因為它是燒錄（burn-in）在乙太網路卡上的ROM晶片中。
** 早期的網路卡上，這個位址燒錄在晶片內，外部看不見。
** 現在的規定是，無論有線或無線網路產品，都必須在產品的邊角或透過貼紙（如條碼）清楚標示其MAC位址。
=== MAC位址的結構與表示法 ===
* 長度與結構
** MAC位址的長度為六個位元組（bytes）或四十八個位元（bits）。
** 結構上均分為兩部分：前三個位元組和後三個位元組。
* 組織唯一識別碼 (OUI)
** 前三個位元組有正式名稱，稱為OUI (Organizational Unique Identifier)，可翻譯為「廠商編號」。
** OUI是製造商向電機電子工程師學會（IEEE）註冊獲得的獨一無二的識別號。
** 後三個位元組則由廠商自行分配，稱為流水號。
* 十六進位表示法
** MAC位址通常使用十六進位表示。
** 兩個十六進位數字代表一個位元組（byte），因為一個十六進位數字代表4個位元（bits），兩個就組成8個位元。
** 例如，智邦（Zyxel）早期的OUI是00-00-E8，思科（Cisco）的第一組是00-00-0C。
* 從OUI推算公司註冊順序
** 可以透過OUI的十六進位值轉換為十進位來推算公司向IEEE註冊的順序。
** 範例1：思科的00000C，C在十六進位中代表12，因此思科是全球第12家申請的公司。
** 範例2：智邦的0000E8，E8轉換為十進位是 14  16^1 + 8  16^0 = 224 + 8 = 232，代表智邦是全球第232家申請的公司。
* 不同系統的表示法差異
** Ubuntu和Microsoft：使用冒號或橫槓分隔，每兩個十六進位數字一組（如 XX:XX:XX:XX:XX:XX），這種表示法較受講師認同，因為剛好一組代表一個位元組。
** Cisco：使用點號分隔，每四個十六進位數字一組（如 XXXX.XXXX.XXXX），講師認為這種方式較不直觀。
=== IEEE組織與OUI註冊 ===
* IEEE的地位與會員資格
** IEEE是全球勢力最大的網路通訊標準制定組織。
** 要成為頂尖公司（如智邦、思科、華為）的研發或技術總監，通常需要具備IEEE會員資格。
** 加入IEEE的條件嚴格：需繳納高額年費（數十萬美金），且需要兩封內部會員的推薦信。
* 成為IEEE會員的好處
** 可以在標準制定過程中擁有投票權或否決權，以保護自家公司產品的發展利益。
** 可以第一時間獲取新標準的技術文件（如新乙太網路規格的電位差、晶片腳位定義），讓公司能及時開發對應的新產品。
* OUI註冊的商業模式
** IEEE透過OUI註冊來賺取運營資金。
** 每家公司申請一組OUI都需要支付高額費用（約幾十萬至一百萬台幣）。
** 由於乙太網路標準被廣泛採用，全球成千上萬的公司都需要申請OUI，這為IEEE帶來了鉅額收入。
=== 交換器中的MAC位址應用 ===
* 埠口MAC位址 (Port MAC)
** 交換器的每個埠口（port）都是乙太網路上的一個節點（node），因此每個埠口都有一個獨立的MAC位址。
** 一台24個埠口的交換機，至少會用掉24個MAC位址。
** 這個MAC位址用於數據幀（frame）的定址，當一個封包的目的地是某個特定埠口時，就會使用該埠口的MAC位址。
** 在Cisco設備上，可使用 show interface [interface_name] 指令查看特定埠口的MAC位址。
* 基底MAC位址 (Base MAC)
** 除了每個埠口的MAC位址外，交換器還會有一個額外的MAC位址，稱為「基底MAC位址」。
** 這個MAC位址不綁定於任何特定埠口，而是代表整台交換機設備本身。
** 在Cisco設備上，可使用 show version 指令，在輸出的末尾找到這個Base MAC Address。
* Base MAC 的用途
** 主要用於網路協定中，例如 Spanning Tree Protocol (STP) 或 VLAN 相關協定。
** 當交換機自身需要發送協定封包（而非轉發用戶數據）時，會使用Base MAC作為來源MAC位址。
** 透過封包中的這個來源MAC，網路管理者可以識別出該封包是由哪一台交換機設備所發出的。
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