網路設備應用是怎麼決定的？網路架構與設備又是怎麼發揮功效的？身處在 Netwroking 領域的產品管理、行銷、業務領域範圍的職工們，及有興趣理解的各類相關人員們，是不是經常有這種困擾看到工程人員是在討論什麼？此篇文章正是起因於在業界看到有許多的 PM、Sales、Marketing、Visual contents 等領域的人員，對於 Networking 本身大部分設備的軟硬體觀念，不容易理解釐清，也相對不好找到一些入門的文章，來解釋網路設備軟硬體區分的屬性是什麼，所以從最基礎的廣泛領域的設備先來入手吧。
至於為何說是設備與相關產品，主要是網路定義有很大一塊架設牽扯到的是軟體的架構，而不單純是侷限於設備端本身(工程魔人先等等)，以及設備本身所選擇的硬體 Chipsets 可以加速做到哪一些網路階段與功能，所以在產品的應用上也不必完全的死記，而是只要知道概念上軟硬體整合的設備，在哪一個階層可以做到哪一些事情，概念上才能理解清楚，知道為何最後會把各種功能全部參在一個產品內的原因是什麼。
而深入的工程領域，我相信目前在網路上已經有許多專業文章，或者在各類影音平台上都可以看到有許多人介紹，尤其是以 OSI 模型架構來去區分引導的許多文章都寫得非常精采，這裡就不由筆者來去引綴。
Modem 數據機
一般人對數據機的認知大部分都電信商、電視網路供應商等提供的用戶端設備 (俗稱CPE)，有時候又可以聽到網友戲稱小烏龜 (因為真的很慢)，網路撥接器等等 (但這太老了現在年輕人是不是沒聽過)，但實際上對數據機的領域還包含了無線數據機，也就是一般所聽到的 3G/4G/5G 無線分享器，而不是在市場看到所謂帶有 WiFi 的產品，概念上雖然大多數設備上的 3G/4G/5G 與 WiFi 功能是整合在一起的 (因為連上 Internet 之後他要分享給使用者嘛)，這裡說無線的兩種技術完全是兩碼子事喔。
重點就是在於，數據機在做的事情主要是針對把數位訊號轉換成類比訊號以及反向轉換回來這一件事。數位訊號很單純就是0101，0/1只有機器(或機器人是你嗎) 看得懂，而類比訊號五花八門從聲音、光、電、熱有的沒的都是類比訊號，數據機在做的功能就是把人類發明的”數位資訊”，轉換成大自然能看得懂的 「類比資訊」，進而達到傳輸資料的功能 (想想小時候的物理光速是不是可以傳超快超遠的)。到這裡你已經可以猜到數據機其實可以分成有線的形式以及無線的形式，接下來我們再分成幾個大類別。
有線數據機:
1. Copper 銅線形式的設備
xDSL (ADSL/VDSL/G.Fast) — 電話線
走這種電話線類型的 Modem 雖然已逐年遞減，但是因為住宅區域的佈線、換線速度其實沒有大家想像中的這麼快，所以在各個地區還是相對普及，也可以看到台灣地區的中華電信以光世代來做宣傳。其實在定義上是沒有錯的，在所謂 ISP 業者也就是 Boardband 的產業內，光電轉換設備是相輔相成，難以佈線的既有社區在短距離內走電話線接入，會比後面談論到的光纖來的省成本與便利。
Coaxial (DOCSIS) — 同軸電纜
不知道大家有沒看過在電視上，都要接入一條轉入鎖定式的同軸電纜，以此提供電視影像聲音的傳遞服務。於此類網路接入點設備的，屬於有線電視提供業者如台灣的凱擘、北美的 Comcast，你可以想像到這個的好處是在以往佈線的時候，幾乎每家每戶都要有同軸電纜線接入給電視，所以走這條線路來提供網路服務的有線頻道業者數量是相當龐大的，尤其在北美市場因為傳統佈線的早，在目前2020年市佔率還是挺高的 (雖然逐年是有往下掉趨勢)。
2. Fiber 光纖形式的設備
xPON (GPON/XGSPON/NGPON2)
這就是俗稱的光纖數據機，我們可以經常可以看到大家再談論所謂的 FTTB（Fiber-to-The-Building）/FTTH（Fiber-to-The-Home）等等，這是屬於光纖設備接入到哪一個空間區域端點，如巷口、大樓、家門的定義，而非跟我們目前討論的光纖數據機有相關。直接拉到你家裏面的這種，被定義叫做 FTTH 拉到你家裡面，並且能夠看到光纖數據機這種的基本上才是。
大家回想一下前面講到的走電話線的這種銅線形式數據機，實際上就是因為直接拉光纖佈線到你家真的挺困難的，導致佈線成本高昂，電信商就會選擇安裝一個節點，一般稱做為光化箱的箱型設備，到你的社區大樓或者街訪巷口等，再用既有銅線線路接駁到你們家，接著使用銅線的數據機達成提供網路的服務。
目前 xPON 的市場在開發中國家，都還算在高速成長當中，以現行市場上最大的使用國就是中國，並且許多的開發中國家才相對比較有機會來去鋪設光纖。古老的城市除非要再做都市更新與再造規劃，否則鋪設光纖線路的成本效益是相對沒這麼高的，這也就形成為何中國以及開發中國家是目前最大的市場啦。
3. Radio 無線形式的設備
3G/4G/5G 分享器
這個我就不用多作介紹了吧，現在還有人沒用過手機的嗎? 偶爾是不是會聽到有人問說，可以把網路熱點分享給我用嗎，接著你點了分享之後，親朋好友們就可以接入你的手機來去上網。
意想不到吧！原來你每天都在帶著一個無線的數據機，這個功能搞成一個獨立的數據機裝置，就可以分享給各個其他有線無線等地接入設備來使用啦，這也是為何市場上有許多人說未來 5G 能夠取代各種有線設備的數據機接入點 (我們在這裡講到這些實現的功能，還牽扯到了路由，後面再講)。筆者會認為有線無線數據機技術，以及 WiFi 在未來終端市場還是會持續互補的，你可以想像在一間工廠或者公司內，每個設備都需要管理 SIM 卡以及四處亂散佈的網路 IP 嗎？然後一個需要每分每秒準確監控的機器，一不小心因為干擾導致斷續，而讓生產中斷嘛等情況情境嘛？ LTE/5G 雖然有著不輸於有線的傳輸速度，但是傳輸距離與各種環境空間的干擾問題是很頭痛的（試想一下在地下室是不是手機就經常斷訊了），也別忘了有線的網路速率也是在持續進步的喔。
還有一種則是屬於衛星形式的數據機、主要針對海上、航空、偏遠地區的無線部署所設定，目前市場還算是相對小而且資本與量產要求非常高，而導致全面商用化還有段路要走，只是隨著時間與發射衛星成本的下降，很難說未來某個時間點不會變成一個成熟產業 (望向 Starlink)。
另外，我們所說的 xDSL、 DOCSIS、xPON、 5G 等等，只是提供網路服務的一種技術，並且需要軟硬體來做搭配才有辦法整合。這些技術，都只是相對於大自然的物質媒介，轉換控制類比資訊所以才能拿來傳訊號而已，就如綜合說來的電波、光波、聲波等等。用一個現象來比喻，我們把銅線這個物質當成一條馬路，馬路還有快車道、慢車道、多線道，人行道，然後到達目的地前行的方式你可以選擇溜冰，走路、滑板車、機車、開電動車等，但這條馬路你只是利用它來順行前進而已，千萬別把用來傳遞訊號的物質，以及乘載在上面的技術混淆在一起囉。
Switch 交換機
這題太簡單了，跳過（開玩笑的）。要深入理解交換器的話，首先要先有一些 OSI or TCP/IP 網路分層的概念。從本來說，交換機是傳遞所有上網設備的 MAC ，再進行轉發、紀錄、管理 MAC 的設備，基本上都可以定義成交換機，理解上是可以先不管幾個 Ports 數，那只是因為產品定位而做出來的屬性。
而市場上分類大致上為 L2/L3/L4 的功能，也就是網路分層說的 Layer 2/3/4。以目前的市場大餅來看，L2 為可以管理 MAC 的交換機，在一般消費終端市場與小型企業上佔多數，L3 為可以管理到 IP 的交換機，目前在大型企業、商業市場上佔了多數。也可以看到有許多網路設備商用 Unmanaged/Smart Managed/Managed 的名詞來去做區分，基本上大同小異，只是依據 L2/L3/L4 的功能切割與管理功能的深度、廣度來去做產品定位的行銷點。前面看得傻眼不知道在說什麼的話，我們再用街區城鎮的概念來解釋:
MAC = 你家房子的位置，房子位置本身是固定黏在地上你沒辦法去搬動的，這個就是所謂 L2 MAC 這層。(技術上 MAC 是可以被軟體改寫的，但這裡只是為了好解釋而用，因為每個 MAC 具有獨一性，他是按照協會發放分配出來，給各個網路設備能夠連接網路使用的依據，也就是具有排他性，亂改就會撞到別人的家而不能上網。)
IP = 你家住址，住址本身的定義是人為虛擬給出來的，為什麼要這樣做呢？你可以想像當整大片的 A 區住址開始蔓延的時候，因為管理需要，分割成 A 區與 B 區的門牌等動作。IP 本身的功能也是相似的，房子住家 MAC 本人是可以固定不動，但是 IP 是可以隨著時間演變，或者目的性的來去做管理分配，也就是所謂的 L3 交換器的這個層面。至於 L4 以上我就不多說了，基本上能懂 L4 交換器的應該也不會來看這篇了哈哈。
Router 路由器
路由器專門針對的則是在做 L3 這層的 IP 管理、紀錄、轉發等等功能，主要常看到的是做不同 IP 網段的分配、合併、切割、黏合等。想必聰明的讀者已經想到這跟 L3 的交換器有什麼地方不同？其實在功能上你可以把 L3 交換器，當成弱化版本的路由器來看沒錯，只是通常目前我們講的路由器會有多加了一些 IP 防火牆 (但不代表 L3 交換器不能做防火牆，而且防火牆本人因使用屬性與需求，是會獨立成一台設備的喔)、NAT 網路穿梭轉換、DHCP 等的功能。
具有 NAT 功能的路由器是代表什麼意思呢？回歸到前面我們說的 IP 就是門牌的概念，那一般管理門牌的人是不是會有一個管理單位？我們先不管這個單位是公家或者私人的，轉換過來你可以在路由器的接口上看到所謂的 WAN 與 LAN 口，你可以把它們概念上想像成 WAN 的那一邊是所謂公家單位，具有所有使用網路人民的集體共識，也就是他是你本人在使用路由器時候無法隨意控制的網路區段，接著就是你的私人領域，這在個私人領域你是可以自行控制與建立不同的門牌。而在約定成俗的共有意識之下，這些能夠私有發行的門牌是有規定的範圍的。
在這種概念的分類底下，你就可以推論會出現專門給公家單位等級使用的路由器，以及私人等級使用的路由器設備了，所以你的路由器負責發對內的私人門牌，以及黏合在外發門牌的路由器。用一個例子來說，你有一間超大的房子，你這個房東想切成好幾個單位出租給別人，在你的產權底下的房子內部門牌，是可以自己對應房子單元來做分割的，但是對外的門牌基本上就是一個（當然對外也可以有好幾個，申請就行啦）。所以你這位房東，就需要幫忙轉發進來的包裹、信件等等的，因為只有你自己知道這個內部門牌單位是怎麼切割的啦！同理可證，你的房客也可以自己切割自己的門牌出來，打造自己的門牌小天地啦！
DHCP 的功能，你就想像有一個機器人會自動定期幫你更換門牌，為何要這樣做？你可以想像你的房間單元是可以每天切割不同大小的，常常會有不同的小房間單元進出修改 (雖然聽起來好像不合哩，但是露營車場地露營不就是類似模式？)，所以你就需要一個機器人幫你管理發放門牌啦。至於你說大部分的門牌跟房間不都固定在一起嗎？是，這個就叫做固定 IP 的模式，想像一個房客跟你申請長租10年，那你就乾脆給他一個固定門牌比較方便啦。
AP 無線存取點
無線存取點（底下簡稱AP）概念，其實可以它當做是我們前述所提到的交換器與路由器的混合體設備，但是設備接入到 AP 全部走無線的網路 WLAN(Wireless LAN)。在定義上，又可以分成 Thin AP 以及 Fat AP，至於我們所說的 Wi-Fi，就是在這些 AP 設備上所實踐的無線傳輸技術啦，其中各個詳細 Protocol 可以從 IEEE 802.11 內去翻找，這裡就不詳細解釋待各位有興趣自己去研讀啦。
Fat AP 就是前述所說的，路由器加上無線存取的功能，也就是你可以在一台設備上做完所有的管理、分配、切割網段等等的功能，這類產品適合在所謂的咖啡廳，或者小型辦公室使用，原因呢？很簡單就是因為一般的無線收發範圍沒有這麼大呀，可能過一道厚一點的牆就收不到訊號啦，所以不適合應用在大型的空間場域當中。
Thin AP 則是讓這個設備本身專心做好無線傳輸功能的設備，並且可以依據使用空間環境與要求，來做不同的AP產品搭配。Thin AP 比較常看到使用於企業環境，由於大部分企業辦公室空間大，並且需要接入 AP 的設備又多，所以要考量的是無線接入環境的空間連結，而能夠形成一個不斷網的使用空間，在這種環境下就會需要使用 Thin AP。只是，使用 Thin AP 通常都需要有一個能夠集中管理的設備、軟體、雲端等，否則你可以想像一大群 Thin AP，缺乏一個中央管理的機制難道要一台一台設定嗎？ 那肯定是耗時又費工的呀。
Gateway 閘道器
閘道器是筆者覺得最容易混淆的設備了，主要他是一個相對的軟體層概念，然後行銷名詞又很常混用的關係。
閘道器主要在處理的是不同 Protocol 通訊協定階層的管理、分配而進行處理的動作。在這裏指的協定範圍非常的寬廣，包含藍芽、Zigbee 等的 IoT 設備傳輸協定，TCP、UDP 資料封包的協定，Modem-to-Router 的 IP 轉換、語音 Voice 與 IP 合併的 VoIP ，甚至是網頁端 Client/Server 的通道協定、連上 Cloud 的管理設備等等，處理這些資料量的都可以叫做閘道器。舉個例子是小米的 Zigbee Gateway，因為它是整合了 Zigbee & Wi-Fi 兩個完全不同軟硬體傳輸協定的主機，整合在一起就叫做 Gateway；另外一個例子是最常看到的 ISP 小烏龜，因為它會先用不同傳輸技術先跟業者拿 IP（叫做PPPoE，這個我們先知道就好先不管它），之後再轉換成你的家用 IP 給你使用 (Fireware、NAT 等一堆技術)，
看到這裡，是不是多少瞭解閘道器所被泛稱的範圍領域是非常鬆散廣大的？主要閘道器被放在不同的領域所牽扯到的軟硬體架構是非常的不同，必須要細看裡面使用到了那些階層的軟硬體才能真正得知從某處看到、聽到的閘道器到底指的是什麼設備。
從上述觀點，我們大概就可以知道為何一般 ISP 提供的的數據機，也會被稱做為 Home Gateway 了，因為大部分會同時處理與包含 Modem、Switch、Router、AP、Gateway 等上面各自獨立機器的功能 (迷之音: 所以可以想像為何 ISP 提供的 Modem/Home Gateway 都會很慢了吧，因為是免費提供的設備，自然而然就犧牲掉硬體，變成使用者的整體上網連接速度變慢囉)。
而從市場上的產品觀點來看，由上面各種不同獨立功能的機器，都可以隨著想要針對的目標市場、用戶來去做產品規格、價值定位、工業設計等等的組合搭配，接著就會看到各種定義與行銷名詞什麼無線路由器啦、Wi-Fi 分享器、L2/L3/Unmanaged/Smart Managed 交換機等等一堆命名，其實都只是想要幫助用戶理解，到底買的是什麼鬼網路設備而已。
並且從前面的文章討論看下來，就可以知道設備之間其實是有一定的連貫性的，這個連貫性取決於目標用戶以及市場斷面對於產品的切分以及需求而定。
什麼意思呢？ 我們來隨便唬一個人設與使用空間。假如定義目標用戶是一個咖啡廳老闆，使用空間為一個一樓層面的30米平方場域，那他所需要的設備是不是只要一個整合交換機、路由器、無線存取點的設備，就足以讓這個咖啡廳老闆與來咖啡廳的客人來去接入無線網路 Wi-Fi 與 POS 機器即可了呢？但是，當這位咖啡廳老闆，變成開了一間咖啡工廠的時候，他會需要的是開始管理工廠的設備、設備是否需要連網、員工需要網路、而會開始需要有更高效能的網路設備出現，這些設備其實就跟企業的人員一樣，會隨著時間點不同、策略不同、要求不同，而做不同的產品配置罷了。
下一篇文章，我們會帶到更多隨同著網路生長的產品。
