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最新計算機概論

最新計算機概論. 第 8 章　電腦網路. 目錄. 8-1 　網路類型 8-2 　主從式網路 V.S. 對等式網路 8-3 OSI 參考模型 8-4 　網路拓樸 8-5 　網路傳輸媒介 8-6 　媒介存取控制 8-7 　常見的網路設備 8-8 　常見的區域網路標準 8-9 　無線網路 8-10 　行動通訊 8-11 3G/3.5G/3.75G 無線寬頻上網. 8-1 　網路類型 . 連接兩部短距離的電腦. 連接兩部長距離的電腦. 回首頁 上一頁 下一頁. 超過一部電腦連接在一起，就可形成網路。

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Presentation Transcript

  1. 最新計算機概論 第8章　電腦網路

  2. 目錄 • 8-1　網路類型 • 8-2　主從式網路V.S.對等式網路 • 8-3OSI參考模型 • 8-4　網路拓樸 • 8-5　網路傳輸媒介 • 8-6　媒介存取控制 • 8-7　常見的網路設備 • 8-8　常見的區域網路標準 • 8-9　無線網路 • 8-10　行動通訊 • 8-113G/3.5G/3.75G無線寬頻上網

  3. 8-1　網路類型 連接兩部短距離的電腦 連接兩部長距離的電腦 回首頁上一頁下一頁

  4. 超過一部電腦連接在一起，就可形成網路。 • 早期透過數據機傳送資料，因電話線只能傳輸類比訊號，因此必須透過數據機轉換。 • 點對點做法並不實際，因此後來網路發展類型就以現今型態為主(以涵蓋範圍分類) • 區域網路 • 廣域網路 • 都會網路 • 互聯網 • 無線網路

  5. 8-1-1 　區域網路 (LAN) 當電腦的數量超過兩部，而且所在位置在同一棟建築物的不同辦公室或同一個公司的不同建築物，那麼將這些電腦連接在一起所形成的網路就叫做區域網路 (LAN: local area network)。 回首頁上一頁下一頁

  6. 區域網路可分享軟體、硬體、資料等資源。 • 不同區段以橋接器(bridge)傳輸資料 • 常見區域網路標準有 • IEEE 802.3 乙太網路 • Fast Ethernet 高速乙太網路 • Gigabite Ethernet 超高速乙太網路 • IEEE 802.4 • IEEE 805.5

  7. 8-1-2　廣域網路 (WAN) 當電腦的數量超過兩部，而且所在位置在不同的城鎮，那麼將這些電腦連接在一起所形成的網路就叫做廣域網路 (WAN)。 回首頁上一頁下一頁

  8. 當電腦在不同城市、國家時，連結所形成的網路類型稱之為廣域網路。當電腦在不同城市、國家時，連結所形成的網路類型稱之為廣域網路。 • 一般為提升網路速率或增加使用安全性，廣域網路多半為專線形式。 • 廣域網路涵蓋範圍較大，傳輸過程容易發生錯誤，因此其設備費用較高。 • 常見規格： • ISDN (integrated service digital network) • B-ISDN (broadband ISDN) • …

  9. 8-1-3　都會網路 (MAN) • 都會網路 (MAN: metropolitan area network) • 涵蓋的區域大小介於LAN與WAN之間， • 使用與LAN類似的技術連接位於不同辦公室或 城鎮的電腦。 回首頁上一頁下一頁

  10. LAN：10公里以內之網路 • MAN：10-100公里的網路 • WAN：100公里以上之網路 • 互聯網 • 當有兩個或多個網路連接在一起時，便形成了所謂的互聯網 (internetwork)，簡稱為internet。

  11. 8-1-5　無線網路 • 無線通訊 • 無線網路(無線個人網路 、無線區域網路 、無線都會網路) • 行動通訊(行動電話) • 無線個人網路 (WPAN) • 藍芽 (802.15.1), ZigBee, UWB • 無線區域網路 (WLAN) • 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n • 無線都會網路 (WMAN) • 802.16 回首頁上一頁下一頁

  12. 8-2　主從式網路V.S.對等式網路 • 主從式網路(client-server network) • 對等式網路(peer-to-peer network) 回首頁上一頁下一頁

  13. 主從式網路 • 容易管理、適合較大網路 • 伺服器成本高、且故障時影響整個網路運作 • 對等式網路 • 網路中所有電腦地位相同 • 使用者可自行管理電腦 • 成本較低、適合小區域網路 • 不易管理且資源分散

  14. 8-3OSI參考模型 • 因資料通訊系統龐大且複雜，又沒有統一標準，導致不易測試、修改與分享。 • 發展OSI參考模型(由ISO國際標準組織發展) • 網路環境是資料通訊網路相關協定。 • OSI環境包含網路環境和應用程式導向的標準，讓電腦以開放的方式進行通訊。 • 真實系統環境則是建立在OSI環境上，涵蓋針對特定目的所撰寫的應用程式。 • OSI: Open System Interconnection reference model

  15. OSI參考模型 回首頁上一頁下一頁

  16. 發訊端(電腦A)送出資料沿著OSI模型一路向下 • 透過資料網路抵達目的設備 • 再沿著OSI模型一路向上抵達收訊端(可以是電腦、印表機、光碟機或傳真機等等)

  17. OSI參考模型定義相當寬鬆，其網路功能及運作可分成下列七個層次： • 應用層 (application layer) • 表達層 (presentation layer) • 會議層 (session layer) • 傳輸層 (transport layer) • 網路層 (network layer) • 連結層 (link layer) • 實體層 (physical layer) 回首頁上一頁下一頁

  18. 應用層 • 位於OSI模型最上層。 • 為使用者端應用程式與網路服務之間的介面 • 負責提供網路服務給應用程式、訊息交換、檔案傳輸、網頁瀏覽等功能。 • 如FTP、DNS、SMTP、TELNET、HTTP等等之通訊協定均屬於應用層

  19. 表達層 • OSI模型第六層 • 負責工作 • 內碼轉換(將各類字元編碼方式轉換為內碼) • 加密/解密(資料傳出前先編碼、抵達目的地後再解碼) • 壓縮/解壓縮(減少資料大小、節省網路頻寬、提昇傳輸速度)

  20. 會議層 • OSI模型第五層 • 負責工作 • 建立、維護與切斷連線(傳輸模式有單工、半雙工、全雙工) • 對話控制、資料交換管理(控制資料收發時機，例如何時傳送資料與何時接收資料)

  21. 技術部落 • 單工 • 半雙工 • 全雙工 回首頁上一頁下一頁

  22. 傳輸層 • OSI模型第四層 • 負責工作 • 區段排序、錯誤控制、流量管理 • 應用程式到應用程式的傳送 • 確保資料安全抵達收訊端的傳輸層 • 如TCP通訊協定就屬傳輸層應用

  23. 網路層 • OSI模型第三層 • 負責工作 • 邏輯定位、路由等工作 • 賦予收訊端與發訊端唯一可識別的位址 • 提供主機到主機的傳送工作 • 發訊端與收訊端不一定實體相連，但可經由網路層的通訊協定傳輸資料 • IP通訊協定即為網路層之應用

  24. 資料連結層 • OSI模型第二層 • 工作 • 訊框處理(將網路層接收之封包封裝為訊框) • 實體位址 • 錯誤控制 • 流量控制 • 媒介存取控制

  25. 實體層 • OSI模型最底層(第一層) • 工作 • 讓資料透過實體的傳輸媒介傳送 • 定義網路使用之訊號編碼 • 頻寬控制 • 傳輸媒介、距離與格式 • 接頭、電壓、電流等規格

  26. 技術部落 • 並列傳輸V.S. 序列傳輸 回首頁上一頁下一頁

  27. 技術部落 • 非同步傳輸V.S. 同步傳輸 回首頁上一頁下一頁

  28. 8-4　網路拓樸 • 網路通常包含兩部以上之電腦，而電腦之間形成網路的方式統稱為拓樸(topology) • 類型 • 匯流排拓樸 • 星狀拓樸 • 環狀拓樸 • 網狀拓樸 • 混合式拓樸

  29. 匯流排拓樸 • 8-4-1　匯流排拓樸 • 所有電腦連接到同一條網路線 • 優點 • 安裝簡單、成本低 • 缺點 • 網路線長短影響訊號強度 • 資料傳輸發生碰撞 • 線路故障則會導致網路中斷 回首頁上一頁下一頁

  30. 星狀拓樸 • 所有電腦連接到集線器(Hub)，如圖所示。 • 優點 • 改善匯流排拓樸的多數缺點 • 增加或減少電腦不會導致癱瘓網路 • 擴充性與故障排除較簡單 • 缺點 • 集線器故障導致網路癱瘓 • 成本增加(集線器成本)

  31. 環狀拓樸 • 電腦以環狀方式連接，如圖所示。 • 優點 • 高流量下效能較佳 • 不會發生資料傳輸碰撞 • 訊號強度不會減弱(每部經過電腦均會加強訊號) • 缺點 • 軟、硬體成本較高 • 任一部電腦或網路線故障均會造成網路癱瘓 • 故障排除較困難

  32. 網狀拓樸 • 所有電腦之間均有網路線連接 • 優點 • 容錯能力佳 • 缺點 • 需大量網路線 • 電腦數量大時，佈線困難

  33. 混合式拓樸 • 組合前面各類方式，獲得所需之優點 星狀匯流排拓樸 星狀環狀拓樸

  34. 8-5　網路傳輸媒介 • 網路資料須透過傳輸媒介加以傳送，而傳輸媒介決定網路的： • 頻寬 • 傳輸品質 • 傳輸速率 • 成本與安裝方式 • 傳輸媒介可分為以下兩大類： • 導向媒介：實體媒介 • 無導向媒介：透過波傳方式傳輸

  35. 8-5　網路傳輸媒介 • 傳輸媒介類型 • 雙絞線 • 同軸電纜 • 光纖 • 無線電 • 微波 • 紅外線 • 雷射

  36. 8-5-1　雙絞線 雙絞線是由多對實心銅蕊傳輸線扭絞而成，目的在於減少電磁干擾及串音。 分成： 無遮蔽雙絞線UTP 有遮蔽雙絞線STP 回首頁上一頁下一頁

  37. 8-5-2　同軸纜線 同軸纜和有線電視的天線很相似，可以傳輸影像及聲音，傳輸速率約10Mbps。 常見之類型有RG-11(乙太網路)、RG-58(細線乙太網路)、RG-59(有線電視) 回首頁上一頁下一頁

  38. 8-5-2　同軸纜線 • 優點 • 電磁干擾比雙絞線少 • 訊號衰減程度低 • 傳輸距離較長 • 價格比UTP貴，但比STP便宜 • 缺點 • 任何一段線路故障，均會造成網路癱瘓 • 故障排除較難

  39. 8-5-3　光纖 光纖是藉由光波來傳遞訊號，所以不會像雙絞線或同軸纜線有電磁干擾的現象，而且傳輸速率高達50Gbps以上，傳輸距離長達100公里。 回首頁上一頁下一頁

  40. 8-5-3　光纖 • 光纖模式 • 多模：光源為發光二極體，核心有多條通路讓光線通過 • 單模：光源為雷射光，直徑較多模光纖小，只有一條路讓光線通過，傳輸速率較快，距離也較長

  41. 8-5-3　光纖 • 優點 • 傳輸速率快 • 訊號衰減程度低 • 傳輸距離長 • 不受電磁干擾… • 缺點 • 成本昂貴 • 安裝佈線須專業人員 • 易受損傷

  42. 無線傳輸 • 無線網路傳輸媒介可分成兩大類 • 無線電波 • 無線電 • 微波 • 光波 • 紅外線 • 雷射 • 無線電波穿透性高、使用範圍大、保密性差 • 光波穿透性低、使用範圍小、保密性較佳

  43. 5-8-4　無線電 無線電 (radio) 的優點很多，例如容易製造、傳輸距離長、能夠穿透物體、發訊端無須對準收訊端…，缺點則是可能互相干擾。 回首頁上一頁下一頁

  44. 8-5-5　微波 • 可分為地面微波與衛星微波 • 地面微波 (terrestrial microwave) 通常是在很難架設實際線路的情況下被用來做為傳輸媒介，頻率高達10GHz，傳輸距離長達50公里。 回首頁上一頁下一頁

  45. 衛星微波 (satellite mcrowave) 是透過距離地球5萬公里軌道上運行的人造衛星來收發微波，頻率也是高達GHz以上，可以用來傳送大量的影像與聲音。 回首頁上一頁下一頁

  46. 8-5-6 　紅外線 紅外線頻率低於可見光，會受障礙物、天氣與光源之影響，但不會受到電磁干擾 紅外線的傳輸標準有下列兩種： • IrDA Data • 點對點傳輸 • 距離較短(1-2m) • IrDA Control • 點對點、點對多點傳輸(八個裝置) • 傳輸距離較長(1-5m) 回首頁上一頁下一頁

  47. 8-5-7　雷射 • 雷射 (laser) 具有單一波長、高能量、直線前進、不易散射等特質。 • 目前的雷射無線網路是使用半導體或LED雷射技術，將光束的能量集中，幾乎沒有散射，適合點對點無線網路。 回首頁上一頁下一頁

  48. 8-6　媒介存取控制 • 乙太網路屬於廣播網路，當資料在傳輸媒介上傳送時，所有電腦都會接收其資料，然後根據網路卡上之MAC位址擷取樣傳送給自己的資料，而其他資料則不予理會，讓他繼續傳送 • MAC可決定擷取之資料，但無法解決資料碰撞問題。 • 利用CSMA/CD媒介存取控制加以解決

  49. 8-6-1CSMA/CD 回首頁上一頁下一頁

  50. CSMA/CD運作方式 • 發訊端檢查傳輸媒介上是否正在傳輸訊號，有的話等待，沒有的話就進行傳輸。 • 傳送出去時，發訊端持續監控是否發生碰撞。 • 一但發生，發訊端會發出壅塞訊號，通知其他電腦暫時停止傳送，直到傳輸媒介上訊號清除為止。 • 等待一段時間後，發訊端再度傳送資料，若又發生碰撞，就重複步驟三。

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