區域網路（LAN）互連需仰賴中繼系統。依 OSI 模型層次，常見中繼設備分為五類，本文聚焦於現代網路最核心的 交換器（Layer 2） 與 路由器，並說明其他設備定位。

OSI 層次與中繼設備對照

層次	名稱	設備	主要功能
L1 實體層	轉發器	Repeater / Hub	訊號再生、延長距離，不具智慧判斷
L2 資料鏈路層	網橋/橋接器	Bridge / Switch（交換器）	依 MAC 位址轉發資料框、隔離衝突域
L3 網路層	路由器	Router	依 IP 位址路由封包、隔離廣播域、路徑選擇
L2+L3	橋路由器	Brouter	兼具橋接與路由功能，現較少見
L4~L7	閘道器	Gateway	不同協議族/應用層轉換（如 Email Gateway、VoIP Gateway）

交換器：高效能的多埠橋接器

• 本質：基於橋接技術的多埠 L2 設備，提供低延遲、低開銷的任意埠對埠轉發通路。
• 核心架構：交換矩陣 或 高速共享匯流排，由 ASIC 晶片實現線速轉發。
• 設計假設：交換核心速度遠大於匯聚流量，理論上無阻塞。
• 優勢：獨享頻寬、支援 VLAN、QoS、連結聚合、管理性強、易擴充。

路由器：網路層的封包轉發與路徑選擇

基本功能：

1. IP 封包轉發：路徑查找 + 輸出介面傳送。
2. 子網隔離/抑制廣播風暴：廣播封包不跨越路由器。
3. 維護路由表 & 交換路由資訊：靜態路由、動態路由協議（RIP、OSPF、BGP、IS-IS）。
4. 錯誤處理與簡易擁塞控制：ICMP 重導向、TTL 處理、ICMP Source Quench（已淘汰）、ECN/RED 等。

交換器 vs. 路由器：關鍵差異速查

比較項目	交換器	路由器
OSI 層次	Layer 2（資料鏈路）	Layer 3（網路）
轉發依據	MAC 位址	IP 位址
隔離域	衝突域	廣播域、子網
路由能力	無（L3 交換器除外）	完整路由功能
NAT/防火牆	無	通常內建
典型部署	LAN 存取層、匯聚層	網路邊界、WAN 連接、核心層

現代網路常見架構

• 三層架構：核心層（高速 L3 交換器/路由器） → 匯聚層（L3 交換器） → 存取層（L2 交換器） → 終端。
• Leaf-Spine（資料中心）：Spine 交換器全互連 Leaf 交換器，等價多路徑（ECMP）負載平衡。
• SDN/可程式化網路：控制平面與資料平面分離，透過 OpenFlow/P4 等協議集中控制。