路由器運作於 OSI 第 3 層 (網路層)

以「邏輯位址」(IP Address) 識別網路，實現異構網路互聯與廣播域隔離。

核心機制

• 不轉發廣播： 廣播封包 (MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF、IP 255.255.255.255/子網廣播) 止於路由器介面，避免廣播風暴跨域擴散
• 僅轉發 IP 封包： 非 IP 協定 (IPX, AppleTalk, NetBEUI 等) 預設不轉發，保持各網路相對獨立
• 介面 IP 與連接子網同網段： 每個路由器介面 IP 的網路號必須與其連接的子網網路號一致，才能成為該子網的閘道

IP 位址結構與子網掩碼

• 32-bit IPv4 = 網路號 (Network Prefix) + 主機號 (Host ID)
• 子網掩碼 (32-bit)： 1 對應網路位、0 對應主機位。
  例：IP 192.168.1.100 + Mask 255.255.255.0 (/24) → 網路號 192.168.1.0、主機號 100
• 同一子網內所有主機網路號相同，才能直接 L2 通訊；不同子網必須經路由器

路由器多端口對應多子網

• 每個端口配置一組 IP/掩碼，對應一個獨立 IP 子網
• 端口間網路號不同，構成路由器的「直接連接路由」
• 主機送封包給預設閘道 (路由器連接端口 IP)，路由器再按路由表轉發

延伸：數位機頂盒 (STB) 基礎功能 (原文附錄)

• EPG 電子節目指南
• 高速數據廣播 (股市/票務/電子報/熱門網站)
• 軟體線上升級 (DVB 數據廣播標準)
• Internet 接入與 Email (內建 Cable Modem + 瀏覽器)
• PC 連接介面 (USB/Ethernet/HDMI-CEC)
• 條件存取 (CA) : 解擾/解密付費節目
• 新一代 STB 融合：IPTV + OTT + VoD + VoIP + 視訊會議 + 智慧家居 + 電商 + 遊戲

結語

路由器以 IP 邏輯位址劃分網路邊界、隔離廣播域、執行跨子網轉發，是構建可擴展、可管理、安全的大規模網路基石。理解 Layer 3 隔離與 IP 位址結構，是網路工程師進階的必修課。