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鳳新高中電腦研究社
By D.C.
1
102學年度網管課程
2
3
通訊網路概說
網路規模區分方式
通訊協定簡介
作業模式的區分方式
通訊網路相關裝置
網路拓樸介紹
認識網際網路
網路傳輸媒介
網際網路連線方式
OSI參考模型
4
網際網路的誕生
• 可追溯到1960年代美國軍方為了核戰時仍能維
持可靠的通訊網路系統,當美國國防部的高等
研究專案機構(Advanced Research Projects
Agency,ARPA)開始連結大學及防禦伙伴間的
電腦,結果造就A...
OSI參考模型
• 由於網路通訊系統涉及到複雜的軟、硬體設備與操作介面,因
此需要建立一套大家可以依循的開放式標準框架,這就是「開
放式通訊系統連結參考模型(Open System Interconnection
Reference Model...
實體層
• 位於OSI模型的最底層,將傳送端的資料轉
換為位元(Bit),再傳輸到接收端電腦。
• 它定義了網路介面相關規格,如傳輸介質、
線材和傳輸速度等,在此實體層中也定義
資料編碼與位元同步化,用來確保接收端
所接收到的內容與傳送端相同。...
資料連結層
• 是OSI模型的第二層,主要是負責資料「加
框」(Frame)及「還原」(Deframe)
處理,並決定資料的實際傳送位址、流量
與傳送時間與偵錯的工作等,如CSMA/CD
技術則屬於此層功能。
• 因此像是網路卡、橋接器,或是交...
網路層
• 置於OSI第三層,負責路徑選擇、主機定址、
位址解析,並將訊息定址與將邏輯位址與
名稱轉換成實體位址。
• 依據網路條件、優先服務權及相關因素來
決定資料的路徑。
• 它會將接收的訊息轉換為封包,並檢查接
收端是否在同一個網路上。
9
傳輸層
• 置於OSI第四層。
• 傳輸層使用的是「連線導向」傳輸,如果
接收端收到資料會送出確認訊號,若未在
指定時間內收到,傳送端會重傳此份資料。
• 並會將訊息較長的封包切割成訊息較短的
封包,讓封包在網路上更有效率的傳送。
10
會議層
• 會議層的作用就是在於建立起連線雙方應
用程式互相溝通的方式,例如何時表示要
求連線、何時該終止連線、發送何種訊號
時表示接下來要傳送檔案,也就是建立和
管理接收端與發送端之間的連線對談形式。
11
表現層
• 是OSI的第六層作用,它必須建立資料的交
換格式,藉由編碼和轉換函數來處理字元
集和數字轉換,確保傳送的資料能被其它
系統解讀,決定資料傳輸時是否要進行壓
縮或加密。
12
應用層
• 在這一層中運作的就是我們平常接觸的網
路通訊軟體,例如瀏覽器、檔案傳輸軟體、
電子郵件軟體等,它的目的在於建立使用
者與下層通訊協定的溝通橋樑,並與連線
的另一方相對應的軟體進行資料傳遞。
13
14
應用層:老闆
展現層:相當於公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理
會談層:相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書
傳輸層:相當於公司中跑郵局的送信職員
網路層:相當於郵局中的排序工人
資料鏈結層:相當於郵局中的裝拆箱工人
實體層:相當於郵局...
• OSI參考模型並沒有提供一個可以實現的方
法,而是描述了一些概念,用來協調進程
間通訊標準的制定。即OSI參考模型並不是
一個標準,而是一個在制定標準時所使用
的概念性框架。
15
DoD模型
最早的網路參考模型
• 源自於ARPANET網路。
• DoD模型(Department of Defense Model)分為以
下四層
 應用層:定義應用程式如何提供服務,例如:瀏覽程式如
何與WWW伺服器溝通、郵件軟體如何從...
DoD模型/OSI模型/ TCP/IP比較
17
網路規模區分方式
• 網路依規模大小可區分成三種類型:區域、
都會與廣域網路。
18
網路類型 範圍 傳輸速度 成本
區域網路 2公里內,同一棟建築物內 快 便宜
都會網路 2-10公里,同一都市內 中等 昂貴
廣域網路 10公里以上,可跨越國...
區域網路
• 「區域網路」(Local Area Network, LAN)是
將位置比較近的電腦,連到主機或迷你電腦上,
連接的線材有很多種,例如絞線、光纖、電話
線和甚至紅外線以及無線電訊號。
• 這包括了兩或三部彼此連線而共享資源的個人
...
都會網路
• 「都會網路」(Metropolitan Area
Network, MAN) 是一個較大型的網路系統,
用來將多個合作的區域網路連結在一起,
都會網路總能扮演分享地區資源的高速網
路。
• 都會網路通常不被任一獨立的組織所擁有,
...
廣域網路
• 「廣域網路」 (Wide Area Network, WAN)是
利用光纖電纜、電話線或衛星無線電科技將分
散各處的無數個區域網路與都會網路連結在一
起。
• 可能是都市與都市、國家與國家,甚至於全球
間的聯繫。
• 廣域網路並不...
作業模式的區分方式
• 網路以作業模式來區分可分為兩種,分別
是主從式網路與對等式網路。
22
主從式網路
• 在通訊網路中,安排一台電腦做為網路伺
服器,統一管理網路上所有用戶端所需的
資源(包含硬碟、列表機、檔案等) 。
• 優點是網路的資源可以共管共用,而且透
過伺服器取得資源,安全性也較高。
• 缺點是必須有相當專業的網管人員負責...
主從式網路
24
對等式網路
• 在對等式網路中,並沒有主要的伺服器,
每台網路上的電腦都具有同等級的地位,
並且可以同時享用網路上每台電腦的資源。
• 優點是架設容易,不必另外設定一台專用
的網路伺服器,成本花費自然較低。
• 缺點是資源分散在各部電腦上,管理...
對等式網路
26
網路拓樸
• 網路拓撲,指構成網路的成員間特定的排
列方式。分為實物或者虛擬兩種。如果兩
個網路的連接結構相同,我們就説它們的
網路拓撲相同,儘管它們各自內部的線路
連接、節點間距離可能會有不同。
27
匯流排拓樸
• 匯流排拓樸的主要優點是它比任何網路拓
樸都使用比較少的纜線,使用的材料也頗
為便宜,不過缺點是當新增或移除此網路
上的任何節點時,必須中斷網路的功能,
一旦傳輸出現問題時,由於只利用一條匯
流排,所以其他網路上的節點也會受到影
...
環狀拓樸
• 環狀拓樸一般較不常見,使用環狀拓樸的網
路主要有IBM的「符記環」(Token Ring)網
路,符記環網路使用「符記」(token)來進行
資料的傳遞。
• 優點是網路上的每台電腦都處於平等的地位,
所以每台電腦傳遞訊息的機會都...
星狀拓樸
• 在星狀拓樸中,集線器(hub)被置於網路的
中心,可監控流量交通,並有助於預防碰撞,
不過目前星狀拓樸也有採用交換器(switch)做
連結裝置。
• 優點是如果有一台電腦出現問題,只會影響到
該電腦,不致於癱瘓整個網路,並且可由...
網狀拓樸
• 網狀拓樸的網路會具備有較高的容錯能力,
也就是如果此條線路不通,還可以用另外
的路徑來傳送資料。
• 但網狀拓樸的成本較高,要連接兩台以上
的裝置也較為複雜,所以建置不易,一般
還是很少看到網狀拓樸的應用。
31
網狀拓樸示意圖
引導式媒介(1)
• 雙絞線
– 通常由二對或四對導體所形成,日常生活所使
用的電話線路就是由兩對雙絞線組成兩個別的
電線(絕緣在橡膠之中)所組成,這也是最常
見的網路傳輸線材。
– 優點是成本較低,也是最為常見的一種傳輸線
材,缺點則是比起其...
引導式媒介(2)
• 同軸電纜
– 「同軸電纜」 (Coaxial Cable) 的構造中央為銅導
線,外面圍繞著一層絕緣體,然後再圍上一層
網狀編織的導體,這層導體除了有傳導的作用
之外,還具有隔絕雜訊的作用,最後外圍會加
上塑膠套以保護線路...
同軸電纜
34
引導式媒介(3)
• 光纖
– 由於光纖所傳遞的光訊號,所以速度快,而竊
不受電磁波干擾。
– 優點是重量輕、體積小、保密性高、傳輸距離
長,頻寬也大,可用於地下或海底電纜。
– 缺點是需要光電轉換設備,架設與分接路線不
容易,成本較高。
35...
引導式媒介(4)
• 紅外線
– 紅外線傳輸乃是採取「點對點」(peer to peer)
的傳輸架構,其傳輸速率在9.6KBPS~4MBPS範圍
間。
36
紅外線傳輸技術 特 色 與 說 明
直接式紅外線傳輸 是利用兩個紅外線接收端面對面來...
引導式媒介(5)
• 雷射光(Laser)
– 雷射光較一般光線不同之處在於它會先將光線
集中成為「束狀」,然後再投射到目的地。
– 除了本身所具備的能量較強外,同時也不會產
生「漫射」的情形。
– 在光學無線網路傳輸的安全機制中,雷射就遠
比...
引導式媒介(6)
• 無線電波
– 市面上常見的無線電波傳輸技術如下:
• 1.802.11無線區域網路標準
– IEEE802.11 是無線區域網路最主流的標準,到目前為止,
802.11已經定義出幾種不同的版本,多用於高速網路產品。
• 2...
• 3. 藍芽技術
– 藍芽技術主要支援「點對點」(point-to-point)及「點對
多點」(point-to-multi points) 的連結方式,它使用
2.4GHz頻帶,目前傳輸距離大約有10公尺,每秒傳輸速度
約為1Mbps,預...
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Mission: Impossible (1996)
數據機
• 數據機以頻寬區分,可以區分為窄頻與寬
頻兩種,傳統的撥接式數據機傳輸速率最
多只能到56Kbps,因此稱為窄頻,而傳輸
速率在56Kbps以上的則通稱為寬頻,例如
目前相當流行的寬頻上網ADSL數據機與纜
線數據機(Cable Mo...
網路卡
• 功用是作為將電腦資料轉為於網路線上傳輸資
料的轉換設備,讓電腦間可以互相連線,共享
資源。
• 一般網路卡是插在電腦主機板的插槽上,它的
外部可連接網路線,有線網路卡會有一個RJ-45
的插孔,提供網路線連接連線設備。
• 目前市面...
網路卡
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網路卡
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集線器
• 集線器(Hub)通常使用於星狀網路,並具備
多個插孔,可用來將網路上的裝置加以連
接,增加網路節點的規模。
• 另外還有一種「交換式集線器」,可以讓
各埠的傳輸頻寬獨立而不受其它埠是否正
在傳送的影響,由於更埠都有各自使用的
頻寬,...
集線器
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集線器
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路由器
• 「路由器」(router)又稱「路徑選擇器」,是屬
於OSI模型網路層中運作的裝置。
• 它可以過濾網路上的資料封包,且將資料封包
依照大小、緩急來選擇最佳傳送路徑,以將封
包傳送給指定的裝置。
• 路由器除了具備中繼器、集線器、橋...
路由器
49
路由器
50
路由器
51
橋接器
• 橋接器可以連接兩個相同類型但通訊協定
不同的網路,並藉由位址表(MAC位址)判斷
與過濾是否要傳送到另一子網路,是則通
過橋接器,不是則加以阻止,如此就可減
少網路負載與改善網路效能,是在OSI模型
的資料連結層上運作,透過橋接器可...
網際網路供應商
• ISP最簡單的解釋就是─提供使用者上
Internet的各種服務;例如提供帳號、出租
硬碟空間、架設伺服器(sever)、製作網頁
(Home Page)、網域名稱申請、電子郵件等
等。
• 目前國內的ISP,大概可區分為教...
撥接連線上網
• 以56K傳統數據機來撥接上網,是最為簡便
的上網方式。
• 各位只要購買一部56K傳統數據機,以及向
ISP申請一個撥接帳號,就能夠透過現有的
電話線路來撥接上網。
• 缺點就是傳輸速率通常不高,因此在寬頻
環境普及的今日中,...
ADSL連線上網
• ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line,
ADSL),中文翻譯為「非對稱性數位用戶專
線」。
• 資料的接收、傳送頻道與語音頻道是分開
的,所以只要在電話線上利用濾波器分出
一條電話...
纜線數據機上網
• 使用纜線數據機來連接網際網路,同樣可獲得
較高的傳輸頻寬,傳輸速率甚至可高達36
MBPS。
• 通常有線電視頻道數可高達121個,大多數有
線電視頻道未達100個,因此多餘的頻道就可
以拿來當作資料傳輸用。
• 由於數據資...
專線上網
• 一般中小企業可透過向ISP申請一條固定傳
輸線路與網際網路連接,利用此數據專線,
達到提供二十四小時全年無休的網路應用
服務。
• 專線的頻寬有64Kbps、512kbps、T1、T2、
T3等。
57
無線上網
• 是目前市面上最熱門的區域網路架構之一,
特性是高移動性、節省網路成本,不用任
何線路。
• 只要把無線基地台( Access Point )接上寬頻
上網(如ADSL)數據機,而打算上網的電腦中
也已裝上無線網路卡,就可輕鬆上網。...
全球資訊網
• 全球資訊網(World Wide Web,簡稱
WWW)是目前網際網路應用最廣泛的服務。
• 透過瀏覽器(Browser),使用者可以從螢幕
上看到圖文並茂的畫面,包括文字、影像、
聲音、動畫等等多媒體資料,只要經由簡
單的滑鼠...
UDP協定
• 「使用者資料協定」 (UDP, User Datagram
Protocol)是屬於非連線導向的通訊協定。
• 它不保證資料傳輸、無法復原順序錯誤的
封包,也無法執行封包遺失時能以重傳來
修正。
• UDP通訊協定比較適用於需要...
TCP協定
• 「傳輸通訊協定」(Transmission Control
Protocol, TCP)是一種「連線導向」資料傳遞
方式。
• TCP的資料傳送是以「位元組流」來進行傳
送,資料的傳送具有「雙向性」。
• 建立連線之後,任何一端...
IP協定
• 「網際網路協定」(Internet Protocol, IP) 是
TCP/IP協定中的運作核心,存在DoD網路模
型的「網路層」(network layer),也是構成
網際網路的基礎,是一個「非連接式」
(Connection...
網路協定
(依照OSI分類)
• 應用層
DHCP、DNS、FTP、Gopher、HTTP、IMAP4、IRC、NNTP、XMPP、
POP3、SIP、SMTP、SNMP、SSH、TELNET、RPC、RTCP、RTP、
RTSP、SDP、SO...
應用實例
• 使用C語言寫一個UDP封包傳輸程式
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鳳新高中電腦研究社(FHCRC)102級下學期社課 - 通訊網路概論

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鳳新高中電腦研究社(FHCRC)102級下學期社課 - 通訊網路概論

  1. 1. 鳳新高中電腦研究社 By D.C. 1 102學年度網管課程
  2. 2. 2
  3. 3. 3
  4. 4. 通訊網路概說 網路規模區分方式 通訊協定簡介 作業模式的區分方式 通訊網路相關裝置 網路拓樸介紹 認識網際網路 網路傳輸媒介 網際網路連線方式 OSI參考模型 4
  5. 5. 網際網路的誕生 • 可追溯到1960年代美國軍方為了核戰時仍能維 持可靠的通訊網路系統,當美國國防部的高等 研究專案機構(Advanced Research Projects Agency,ARPA)開始連結大學及防禦伙伴間的 電腦,結果造就ARPANET網路。 • 1980年後,除了NSFNET,又相繼出現了 USENET和BINET兩個新興網路,並且也都成為 Internet家族的骨幹網路(backbond)。 • 這時網際網路的開放性已吸引數以千萬的使用 者來到網際網路,也就是說只要透過TCP/IP協 定,就能享受Internet上所有一致性的服務。 5
  6. 6. OSI參考模型 • 由於網路通訊系統涉及到複雜的軟、硬體設備與操作介面,因 此需要建立一套大家可以依循的開放式標準框架,這就是「開 放式通訊系統連結參考模型(Open System Interconnection Reference Model) 」的由來。 • 於西元 1978 年由國際標準化組織(ISO)提出的一個允許不同 製造商所製造的電腦能夠在不同的網路上交流與聯繫的標準框 架,簡稱OSI。 • OSI將計算機網路體系結構劃分為以下七層:  實體層 ── Physical Layer  資料鏈結層 ── Data Link Layer  網路層 ── Network Layer  傳輸層 ── Transport Layer  會議層 ── Session Layer  表現層 ── Presentation Layer  應用層 ── Application Layer 6
  7. 7. 實體層 • 位於OSI模型的最底層,將傳送端的資料轉 換為位元(Bit),再傳輸到接收端電腦。 • 它定義了網路介面相關規格,如傳輸介質、 線材和傳輸速度等,在此實體層中也定義 資料編碼與位元同步化,用來確保接收端 所接收到的內容與傳送端相同。 • 例如常見的「集線器」(Hub),也是屬 於典型的實體層設備。 7
  8. 8. 資料連結層 • 是OSI模型的第二層,主要是負責資料「加 框」(Frame)及「還原」(Deframe) 處理,並決定資料的實際傳送位址、流量 與傳送時間與偵錯的工作等,如CSMA/CD 技術則屬於此層功能。 • 因此像是網路卡、橋接器,或是交換式集 線器(Switch Hub)等設備,都屬於此層 的產品。 8
  9. 9. 網路層 • 置於OSI第三層,負責路徑選擇、主機定址、 位址解析,並將訊息定址與將邏輯位址與 名稱轉換成實體位址。 • 依據網路條件、優先服務權及相關因素來 決定資料的路徑。 • 它會將接收的訊息轉換為封包,並檢查接 收端是否在同一個網路上。 9
  10. 10. 傳輸層 • 置於OSI第四層。 • 傳輸層使用的是「連線導向」傳輸,如果 接收端收到資料會送出確認訊號,若未在 指定時間內收到,傳送端會重傳此份資料。 • 並會將訊息較長的封包切割成訊息較短的 封包,讓封包在網路上更有效率的傳送。 10
  11. 11. 會議層 • 會議層的作用就是在於建立起連線雙方應 用程式互相溝通的方式,例如何時表示要 求連線、何時該終止連線、發送何種訊號 時表示接下來要傳送檔案,也就是建立和 管理接收端與發送端之間的連線對談形式。 11
  12. 12. 表現層 • 是OSI的第六層作用,它必須建立資料的交 換格式,藉由編碼和轉換函數來處理字元 集和數字轉換,確保傳送的資料能被其它 系統解讀,決定資料傳輸時是否要進行壓 縮或加密。 12
  13. 13. 應用層 • 在這一層中運作的就是我們平常接觸的網 路通訊軟體,例如瀏覽器、檔案傳輸軟體、 電子郵件軟體等,它的目的在於建立使用 者與下層通訊協定的溝通橋樑,並與連線 的另一方相對應的軟體進行資料傳遞。 13
  14. 14. 14 應用層:老闆 展現層:相當於公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理 會談層:相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書 傳輸層:相當於公司中跑郵局的送信職員 網路層:相當於郵局中的排序工人 資料鏈結層:相當於郵局中的裝拆箱工人 實體層:相當於郵局中的搬運工人 將七層比喻為真 實世界收發信的 兩個老闆的圖, 左為傳輸端,右 為接收端。
  15. 15. • OSI參考模型並沒有提供一個可以實現的方 法,而是描述了一些概念,用來協調進程 間通訊標準的制定。即OSI參考模型並不是 一個標準,而是一個在制定標準時所使用 的概念性框架。 15
  16. 16. DoD模型 最早的網路參考模型 • 源自於ARPANET網路。 • DoD模型(Department of Defense Model)分為以 下四層  應用層:定義應用程式如何提供服務,例如:瀏覽程式如 何與WWW伺服器溝通、郵件軟體如何從郵件伺服器下 載郵件等等。  傳輸層:又稱為主機對主機(Host-to-Host)層,負責傳輸過 程的流量控制、錯誤處理、資料重送等工作,TCP 和 UDP 為此層最具代表性的通訊協定。  網路層:又稱為網際網路(Internet)層,決定資料如何傳 送到目的地,例如:編訂位址、選擇路徑等等。IP 便是 此層最著名的通訊協定。  連結層:又稱為網路介面(Network Interface)層,負責對 硬體的溝通。例如網路卡的驅動程式或廣域網路的 Frame Relay 便屬於此層。 16
  17. 17. DoD模型/OSI模型/ TCP/IP比較 17
  18. 18. 網路規模區分方式 • 網路依規模大小可區分成三種類型:區域、 都會與廣域網路。 18 網路類型 範圍 傳輸速度 成本 區域網路 2公里內,同一棟建築物內 快 便宜 都會網路 2-10公里,同一都市內 中等 昂貴 廣域網路 10公里以上,可跨越國家 慢 昂貴
  19. 19. 區域網路 • 「區域網路」(Local Area Network, LAN)是 將位置比較近的電腦,連到主機或迷你電腦上, 連接的線材有很多種,例如絞線、光纖、電話 線和甚至紅外線以及無線電訊號。 • 這包括了兩或三部彼此連線而共享資源的個人 電腦,它也可以包含數百部不同種類的電腦, 甚至一些鄰接建築物內的網路,都被視為區域 網路,通常也是許多人進入網際網路的入口。 19
  20. 20. 都會網路 • 「都會網路」(Metropolitan Area Network, MAN) 是一個較大型的網路系統, 用來將多個合作的區域網路連結在一起, 都會網路總能扮演分享地區資源的高速網 路。 • 都會網路通常不被任一獨立的組織所擁有, 例如校園網路(campus area network, CAN),不同的校園辦公室與組織可以被 連結在一起。 20
  21. 21. 廣域網路 • 「廣域網路」 (Wide Area Network, WAN)是 利用光纖電纜、電話線或衛星無線電科技將分 散各處的無數個區域網路與都會網路連結在一 起。 • 可能是都市與都市、國家與國家,甚至於全球 間的聯繫。 • 廣域網路並不一定包含任何相關區域網路系統, 例如兩部遠距的大型主機都不是區域網路的一 部分,但仍可透過廣域網路進行通訊,網際網 路則是最典型的廣域網路。 21
  22. 22. 作業模式的區分方式 • 網路以作業模式來區分可分為兩種,分別 是主從式網路與對等式網路。 22
  23. 23. 主從式網路 • 在通訊網路中,安排一台電腦做為網路伺 服器,統一管理網路上所有用戶端所需的 資源(包含硬碟、列表機、檔案等) 。 • 優點是網路的資源可以共管共用,而且透 過伺服器取得資源,安全性也較高。 • 缺點是必須有相當專業的網管人員負責, 軟硬體的成本較高。 23
  24. 24. 主從式網路 24
  25. 25. 對等式網路 • 在對等式網路中,並沒有主要的伺服器, 每台網路上的電腦都具有同等級的地位, 並且可以同時享用網路上每台電腦的資源。 • 優點是架設容易,不必另外設定一台專用 的網路伺服器,成本花費自然較低。 • 缺點是資源分散在各部電腦上,管理與安 全性都有缺陷。 25
  26. 26. 對等式網路 26
  27. 27. 網路拓樸 • 網路拓撲,指構成網路的成員間特定的排 列方式。分為實物或者虛擬兩種。如果兩 個網路的連接結構相同,我們就説它們的 網路拓撲相同,儘管它們各自內部的線路 連接、節點間距離可能會有不同。 27
  28. 28. 匯流排拓樸 • 匯流排拓樸的主要優點是它比任何網路拓 樸都使用比較少的纜線,使用的材料也頗 為便宜,不過缺點是當新增或移除此網路 上的任何節點時,必須中斷網路的功能, 一旦傳輸出現問題時,由於只利用一條匯 流排,所以其他網路上的節點也會受到影 響。 28 匯流排拓樸示意圖
  29. 29. 環狀拓樸 • 環狀拓樸一般較不常見,使用環狀拓樸的網 路主要有IBM的「符記環」(Token Ring)網 路,符記環網路使用「符記」(token)來進行 資料的傳遞。 • 優點是網路上的每台電腦都處於平等的地位, 所以每台電腦傳遞訊息的機會都相等。 • 缺點是當網路上的任一台電腦或線路故障, 網路上其它電腦部會受到影響。 29 環狀拓樸示意圖
  30. 30. 星狀拓樸 • 在星狀拓樸中,集線器(hub)被置於網路的 中心,可監控流量交通,並有助於預防碰撞, 不過目前星狀拓樸也有採用交換器(switch)做 連結裝置。 • 優點是如果有一台電腦出現問題,只會影響到 該電腦,不致於癱瘓整個網路,並且可由集線 器的燈號來判斷。 • 缺點是當中心節點集線器故障時,則有可能癱 瘓整個網路。 30 星狀拓樸示意圖
  31. 31. 網狀拓樸 • 網狀拓樸的網路會具備有較高的容錯能力, 也就是如果此條線路不通,還可以用另外 的路徑來傳送資料。 • 但網狀拓樸的成本較高,要連接兩台以上 的裝置也較為複雜,所以建置不易,一般 還是很少看到網狀拓樸的應用。 31 網狀拓樸示意圖
  32. 32. 引導式媒介(1) • 雙絞線 – 通常由二對或四對導體所形成,日常生活所使 用的電話線路就是由兩對雙絞線組成兩個別的 電線(絕緣在橡膠之中)所組成,這也是最常 見的網路傳輸線材。 – 優點是成本較低,也是最為常見的一種傳輸線 材,缺點則是比起其它傳輸媒介而言(如同軸電 纜、光纖),傳輸量小。 32 雙絞線
  33. 33. 引導式媒介(2) • 同軸電纜 – 「同軸電纜」 (Coaxial Cable) 的構造中央為銅導 線,外面圍繞著一層絕緣體,然後再圍上一層 網狀編織的導體,這層導體除了有傳導的作用 之外,還具有隔絕雜訊的作用,最後外圍會加 上塑膠套以保護線路。 – 缺點是成本較高,移動或安裝時,重量頗重。 33
  34. 34. 同軸電纜 34
  35. 35. 引導式媒介(3) • 光纖 – 由於光纖所傳遞的光訊號,所以速度快,而竊 不受電磁波干擾。 – 優點是重量輕、體積小、保密性高、傳輸距離 長,頻寬也大,可用於地下或海底電纜。 – 缺點是需要光電轉換設備,架設與分接路線不 容易,成本較高。 35 光纖剖面圖
  36. 36. 引導式媒介(4) • 紅外線 – 紅外線傳輸乃是採取「點對點」(peer to peer) 的傳輸架構,其傳輸速率在9.6KBPS~4MBPS範圍 間。 36 紅外線傳輸技術 特 色 與 說 明 直接式紅外線傳輸 是利用兩個紅外線接收端面對面來進行資料的傳輸。 缺點是距離不能太遠,範圍也不得超過30度。 散射式紅外線傳輸 是在一個密閉式空間中,利用放射狀方式來進行連線 的動作,不過卻容易受到其它光源干擾,例如太陽光 等。 全向性紅外線傳輸 是包含直接式與散射式兩者的優點,在空間建立一個 紅外線中繼台,並將所有電腦的紅外線連接埠分別指 向這個基地站,以便傳輸資料。
  37. 37. 引導式媒介(5) • 雷射光(Laser) – 雷射光較一般光線不同之處在於它會先將光線 集中成為「束狀」,然後再投射到目的地。 – 除了本身所具備的能量較強外,同時也不會產 生「漫射」的情形。 – 在光學無線網路傳輸的安全機制中,雷射就遠 比紅外線來的強,而且傳輸距離也較紅外線遠。 37
  38. 38. 引導式媒介(6) • 無線電波 – 市面上常見的無線電波傳輸技術如下: • 1.802.11無線區域網路標準 – IEEE802.11 是無線區域網路最主流的標準,到目前為止, 802.11已經定義出幾種不同的版本,多用於高速網路產品。 • 2. 展頻技術 – 它所開放的頻率範圍為902M~928MHz及2.4G~2.484GHz兩個 頻帶,因此這些頻率範圍也是一般工業、科技、醫療所使用的 公共頻帶。 38
  39. 39. • 3. 藍芽技術 – 藍芽技術主要支援「點對點」(point-to-point)及「點對 多點」(point-to-multi points) 的連結方式,它使用 2.4GHz頻帶,目前傳輸距離大約有10公尺,每秒傳輸速度 約為1Mbps,預估未來可達12Mbps。 • 4.HomeRF – HomeRF也是短距離無線傳輸技術的一種。 – 它提供了一個較不昂貴,並且可以同時支援語音與資料傳 輸的家庭式網路,也是針對未來消費性電子產品數據及語 音通訊的需求,所制訂的無線傳輸標準。 39
  40. 40. 40 Mission: Impossible (1996)
  41. 41. 數據機 • 數據機以頻寬區分,可以區分為窄頻與寬 頻兩種,傳統的撥接式數據機傳輸速率最 多只能到56Kbps,因此稱為窄頻,而傳輸 速率在56Kbps以上的則通稱為寬頻,例如 目前相當流行的寬頻上網ADSL數據機與纜 線數據機(Cable Modem) 。 41
  42. 42. 網路卡 • 功用是作為將電腦資料轉為於網路線上傳輸資 料的轉換設備,讓電腦間可以互相連線,共享 資源。 • 一般網路卡是插在電腦主機板的插槽上,它的 外部可連接網路線,有線網路卡會有一個RJ-45 的插孔,提供網路線連接連線設備。 • 目前市面上多以10Mbps 或100Mbps的網路卡規 格居多,目前以100Mbps為主,介面則以Intel所 主導的PCI介面為主流,目前也有多家主機板廠 商直接將網路卡晶片納入了主機板中。 42
  43. 43. 網路卡 43
  44. 44. 網路卡 44
  45. 45. 集線器 • 集線器(Hub)通常使用於星狀網路,並具備 多個插孔,可用來將網路上的裝置加以連 接,增加網路節點的規模。 • 另外還有一種「交換式集線器」,可以讓 各埠的傳輸頻寬獨立而不受其它埠是否正 在傳送的影響,由於更埠都有各自使用的 頻寬,不會發生搶用頻寬的情形。 • 由於集線器的整體效率較差,目前幾乎已 是交換式集線器的天下了。 45
  46. 46. 集線器 46
  47. 47. 集線器 47
  48. 48. 路由器 • 「路由器」(router)又稱「路徑選擇器」,是屬 於OSI模型網路層中運作的裝置。 • 它可以過濾網路上的資料封包,且將資料封包 依照大小、緩急來選擇最佳傳送路徑,以將封 包傳送給指定的裝置。 • 路由器除了具備中繼器、集線器、橋接器功能 外,它還具有「尋徑」(Routing)的功能。 • 路由器也相當於網路上的一個網站,它必須擁 有IP位址,而且是同時在兩個或兩個以上的網 路上擁有這個位址。 48
  49. 49. 路由器 49
  50. 50. 路由器 50
  51. 51. 路由器 51
  52. 52. 橋接器 • 橋接器可以連接兩個相同類型但通訊協定 不同的網路,並藉由位址表(MAC位址)判斷 與過濾是否要傳送到另一子網路,是則通 過橋接器,不是則加以阻止,如此就可減 少網路負載與改善網路效能,是在OSI模型 的資料連結層上運作,透過橋接器可減少 網路負載與改善網路效能。 52
  53. 53. 網際網路供應商 • ISP最簡單的解釋就是─提供使用者上 Internet的各種服務;例如提供帳號、出租 硬碟空間、架設伺服器(sever)、製作網頁 (Home Page)、網域名稱申請、電子郵件等 等。 • 目前國內的ISP,大概可區分為教育部的台 灣學術網路(TANet)與民營ISP兩種(包含中華 電信的HiNet、資策會的SeedNet)。 53 所謂Intranet (企業網路)則 是指企業體內的Internet, 將Internet的產品與觀念應 用到企業組織。
  54. 54. 撥接連線上網 • 以56K傳統數據機來撥接上網,是最為簡便 的上網方式。 • 各位只要購買一部56K傳統數據機,以及向 ISP申請一個撥接帳號,就能夠透過現有的 電話線路來撥接上網。 • 缺點就是傳輸速率通常不高,因此在寬頻 環境普及的今日中,利用這種連線方式的 使用者正逐漸的減少。 54
  55. 55. ADSL連線上網 • ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL),中文翻譯為「非對稱性數位用戶專 線」。 • 資料的接收、傳送頻道與語音頻道是分開 的,所以只要在電話線上利用濾波器分出 一條電話線給電話機,就可以同時上網與 打電話。 • ADSL的下載速度與上傳速度並不相同,所 以才稱之為「非對稱性」,下載速度為 1.5MB到9MB,上傳速度為64KB到640KB。 55
  56. 56. 纜線數據機上網 • 使用纜線數據機來連接網際網路,同樣可獲得 較高的傳輸頻寬,傳輸速率甚至可高達36 MBPS。 • 通常有線電視頻道數可高達121個,大多數有 線電視頻道未達100個,因此多餘的頻道就可 以拿來當作資料傳輸用。 • 由於數據資料傳輸所用的頻道與電視的頻道不 同,不會互相干擾,因此一條同軸電纜線,可 同時作為資料傳輸和收看電視之用。 56
  57. 57. 專線上網 • 一般中小企業可透過向ISP申請一條固定傳 輸線路與網際網路連接,利用此數據專線, 達到提供二十四小時全年無休的網路應用 服務。 • 專線的頻寬有64Kbps、512kbps、T1、T2、 T3等。 57
  58. 58. 無線上網 • 是目前市面上最熱門的區域網路架構之一, 特性是高移動性、節省網路成本,不用任 何線路。 • 只要把無線基地台( Access Point )接上寬頻 上網(如ADSL)數據機,而打算上網的電腦中 也已裝上無線網路卡,就可輕鬆上網。 58 無線網路卡的介面隨著電腦主機的 而有不同的介面,常見的多為 PCMCIA與USB,主要是安裝在機 動性高的筆記型電腦上使用。
  59. 59. 全球資訊網 • 全球資訊網(World Wide Web,簡稱 WWW)是目前網際網路應用最廣泛的服務。 • 透過瀏覽器(Browser),使用者可以從螢幕 上看到圖文並茂的畫面,包括文字、影像、 聲音、動畫等等多媒體資料,只要經由簡 單的滑鼠點選,就可以連結到世界各地的 網頁,許多初學者會將WWW與網際網路 劃上等號。
  60. 60. UDP協定 • 「使用者資料協定」 (UDP, User Datagram Protocol)是屬於非連線導向的通訊協定。 • 它不保證資料傳輸、無法復原順序錯誤的 封包,也無法執行封包遺失時能以重傳來 修正。 • UDP通訊協定比較適用於需要高效率但容許 不可靠的應用程式,較適用於廣播式的通 訊,也就是UDP還具備有一對多資料傳送的 優點,這是TCP一對一連線所沒有的。 60
  61. 61. TCP協定 • 「傳輸通訊協定」(Transmission Control Protocol, TCP)是一種「連線導向」資料傳遞 方式。 • TCP的資料傳送是以「位元組流」來進行傳 送,資料的傳送具有「雙向性」。 • 建立連線之後,任何一端都可以進行發送 與接收資料,而它也具備流量控制的功能, 雙方都具有調整流量的機制,可以依據網 路狀況來適時調整。 61
  62. 62. IP協定 • 「網際網路協定」(Internet Protocol, IP) 是 TCP/IP協定中的運作核心,存在DoD網路模 型的「網路層」(network layer),也是構成 網際網路的基礎,是一個「非連接式」 (Connectionless)傳輸,主要是負責主機間網 路封包的定址與路由,並將封包(packet)從 來源處送到目的地。 • IP協定可以完全發揮網路層的功用,並完成 IP封包的傳送、切割與重組。 62
  63. 63. 網路協定 (依照OSI分類) • 應用層 DHCP、DNS、FTP、Gopher、HTTP、IMAP4、IRC、NNTP、XMPP、 POP3、SIP、SMTP、SNMP、SSH、TELNET、RPC、RTCP、RTP、 RTSP、SDP、SOAP、 GTP ·STUN、NTP、SSDP、BGP、RIP…… • 傳輸層 TCP、UDP、TLS、DCCP、SCTP、RSVP、PPTP、OSPF……. • 網路層 IP (IPv4、IPv6)、ARP、RARP、ICMP、ICMPv6、IGMP、IS-IS、 Ipsec…… • 鏈結層 Wi-Fi(IEEE 802.11) ·WiMAX(IEEE 802.16)、ATM、DTM、乙太網路、 FDDI、GPRS、EVDO、HSPA、HDLC、PPP、L2TP、ISDN、STP…… • 實體層 乙太網路、數據機、電力線通信(PLC)、SONET/SDH、G.709、光導 纖維、同軸電纜、雙絞線…… 63
  64. 64. 應用實例 • 使用C語言寫一個UDP封包傳輸程式 64

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