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第六章 資料通訊與電腦網路

第六章 資料通訊與電腦網路. 6-1 資料通訊 6-2 電腦網 路簡介 6-3 傳輸媒介 6-4 網路設備 6-5 網路拓僕 6-6 通訊協定. 單工、半雙工、與全雙工的比較. 傳輸方式. 說明. 電腦應用. 生活實例. 單工. 只能單向傳送資料. 透過喇叭播放音樂. AM/FM 廣播. 可雙向傳輸資料， 但同一時間只能做 單向傳輸. 撥接上網建立連線的過程. 無線電（火腿族）的通訊. 半雙工. 電話溝通. 同一時間可做雙向 傳輸. 使用通訊軟體聊天. 全雙工. 通訊傳輸的方式 （ 1/6 ）.

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第六章 資料通訊與電腦網路

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  1. 第六章 資料通訊與電腦網路 • 6-1 資料通訊 • 6-2 電腦網路簡介 • 6-3 傳輸媒介 • 6-4 網路設備 • 6-5 網路拓僕 • 6-6 通訊協定

  2. 單工、半雙工、與全雙工的比較 傳輸方式 說明 電腦應用 生活實例 單工 只能單向傳送資料 透過喇叭播放音樂 AM/FM廣播 可雙向傳輸資料， 但同一時間只能做 單向傳輸 撥接上網建立連線的過程 無線電（火腿族）的通訊 半雙工 電話溝通 同一時間可做雙向 傳輸 使用通訊軟體聊天 全雙工 通訊傳輸的方式（1/6） • 依傳輸方向分類：可分為單工傳輸、半雙工傳輸、及全雙工傳輸。

  3. 2 1 Step送出列印指令 Step開啟印表機電源 3 Step列印資料 通訊傳輸的方式（2/6） • 依傳輸資料線數多寡分類：可分為並列傳輸及序列傳輸。 • 並列傳輸 ：多個位元的資料同時透過多條資料線路傳輸。 例如：傳送英文字母"E" （ASCII碼為01000101）

  4. 1 2 Step轉換成序列形式 Step傳送資料 通訊傳輸的方式（3/6） • 序列傳輸 ：資料是以1個接著1個位元的方式，透過一條資料線依序傳送。 集線器 用來連接區域網路上的其他電腦設備 例如："E"的ASCII碼01000101會依序往外傳送

  5. 同步傳輸與非同步傳輸的比較 項目 同步傳輸 非同步傳輸 傳輸方式 一次可傳送數個字元 一次只能傳送1個字元 少（只需在數個字元前加上同步 位元，並在數個字元後加上終止 位元及錯誤偵測位元） 需傳送的控制字元 數量 多（需在每個字元前後分別加 上起始位元及終止位元） 傳輸效率 高 低 應用 網路上電腦間的資料傳輸 電腦與週邊設備間的資料傳輸 通訊傳輸的方式（4/6） • 序列傳輸若依資料是否同步，可再區分為同步傳輸及非同步傳輸。

  6. 通訊傳輸的方式（5/6） • 依傳輸訊息多寡分類：基頻及寬頻兩種。 • 基頻 （baseband）：同一時間只能傳送一種訊息，常應用於區域網路。 訊號類型為數位訊號

  7. 通訊傳輸的方式（6/6） • 依傳輸訊息多寡分類：基頻及寬頻兩種。 • 寬頻 （broadband）：同一時間可傳送多種訊息，常應用於廣域網路的資料傳輸上 。 此通道用來下載資料 此通道用來傳送語音訊號 此通道用來上傳資料

  8. 常用資料傳輸速率單位 • bps: bit per second • Kbps 1 Kbps=103 bps • Mbps 1 Mbps=106 bps • Gbps 1 Gbps=109 bps

  9. T2 =4*T1 **** T3=28*T1

  10. 範例 • 假設某一電腦網路的傳輸速率為2Mbps，試問傳送150MB的檔案，需花費多少時間? 150MB*8bit/B ________________________________ 2Mbps 150*1024*1024*8 bit _______________________________________ 2*1000000 bps = = 629 s =10.49 m

  11. 透過數據機傳輸資料時，若在每8位元的資料封包再加上一個開始位元及兩個停止位元，則這種傳輸模式稱為透過數據機傳輸資料時，若在每8位元的資料封包再加上一個開始位元及兩個停止位元，則這種傳輸模式稱為 • (A)同步傳輸模式 • (B)非同步傳輸模式 • (C)多工傳輸模式 • (D)全雙工傳輸模式 B

  12. 國內有很多學校機構使用T1線路來連接TANET網路，試問T1線路的傳輸速率約為一般ADSL上傳頻寬256Kbps的幾倍？國內有很多學校機構使用T1線路來連接TANET網路，試問T1線路的傳輸速率約為一般ADSL上傳頻寬256Kbps的幾倍？ • (A)5 • (B)6 • (C)7 • (D)8 1.5Mbps/256Kbps =1500Kbps/256Kbps =6 B

  13. . ADSL上傳速度為512Kbps，表示每秒最多可上傳的資料量為. ADSL上傳速度為512Kbps，表示每秒最多可上傳的資料量為 • (A)512KB • (B)512Bytes • (C)64KB • (D)64K 512Kb/(8b/B) =29/23 KB =64 KB C

  14. 下列關於資料傳輸的敘述何者正確？ • (A)非同步傳輸是一種序列（serial）傳輸 • (B)同步傳輸是一種並列傳輸 • (C)網際網路大多使用並列（parallel）傳輸 • (D)非同步傳輸比同步傳輸快 A

  15. 下列哪一種傳輸界面不是採用並列傳輸的方式來傳輸資料？下列哪一種傳輸界面不是採用並列傳輸的方式來傳輸資料？ • (A)USB • (B)LPT • (C)IDE • (D)SCSI A

  16. 2 1 Step通話 A與B開始交談 Step撥號 A撥電話給B 3 StepD撥電話給A，無法建立連線 資料交換的技術（1/4） • 電路交換：資料傳輸之前，必須先在傳送端及接放端之間建立實體的線路連接，然後才傳送資料。 受話方B 撥話方A 電信公司的交換機 B A 撥話方D D C E F 其它使用者可倆倆相互建立連線 Ｇ H J I

  17. 資料交換的技術（3/4） • 分封交換：在資料傳輸之前，會先將資料分割成許多個特定大小的封包，然後再將封包經由不同的傳輸路徑傳送到目的端。 A 丙 甲 乙 N1 傳送端 N5 甲 B 甲 乙 N2 乙 丙 乙 甲 丙 N4 接收端 丙 N3

  18. 6-2 電腦網路簡介 網路的功能 • 檔案共享 • 設備共享 • 訊息傳遞與交換 簡單的網路架構[分享印表機資源]

  19. 網路的分類 • 網路分類[依地理範圍] • 區域網路 • 都會網路 • 廣域網路 • 網路分類[依網路架構] • 匯流排拓樸 • 環狀拓樸 • 星狀拓樸 • 樹狀拓樸 • 網狀拓樸 • 網路分類[依媒介方式] • 有線網路 • 無線網路

  20. 網路的類型 • 區域網路 ( LAN；Local Area Network ) • 分佈在在一間公司內部或者是一所學校以內的範圍所形成的網路規模 • 都會網路 ( MAN；Metropolitan Area Network ) • 在同一都會區內的區域網路連接起來所形成的網路 • 廣域網路 ( WAN；Wide Area Network ) • 由數個都會網路或區域網路所連接而成的網路結構

  21. 網路之規模分類 區域網路、都會網路及廣域網路之規模示意圖

  22. Hub Concept of Internet Communications Infrastructure Concept of Internet Communications Infrastructure Business Another Backbone Hub Backbone router Another Backbone Edge Router Backbone Backbone router Edge Router Backbone router Leased line Terminal server Edge Router Modem pool Enterprise Access Router PSTN DSLAM ADSL Modem Modem Home PC Home PC

  23. 6-3 通訊媒介 • 有線媒介 • 雙絞線 • 同軸電纜 • 光纖 • 無線媒介 • 無線電 • 微波 • 衛星通訊 • 紅外線 雙絞線 同軸電纜 光纖

  24. 傳輸媒介（1/6） • 有線傳輸媒介： • 雙絞線 （twisted pair）： • 使用銅線相互纏繞，並外覆絕緣材料。 • 無遮蔽雙絞線(UTP)遮蔽雙絞線(STP) 每條雙絞線都有兩兩相絞的芯線 外皮

  25. 雙絞線的傳輸速度 Cat 5e：可支援1Gbps的傳輸速度 第4章 電腦網路原理與應用 / 4-2 電腦網路的組成

  26. 傳輸媒介（2/6） 外層 網狀金屬線與軸心銅線形成迴路 • 有線傳輸媒介： • 同軸電纜（coaxial cable）： • 內層使用銅線作為傳輸線路，外層以塑膠包裝，兩者之間以絕緣材料隔開。 • 分為粗同軸電纜及細同軸電纜兩種。 軸心銅線

  27. 同軸電纜 • 同軸電纜分類（依中心直徑大小） • 粗同軸電纜 • 中心直徑10mm，依特性組抗不同可分為 • RG-11：特性阻抗為50歐姆。常用在10Base5類型的乙太網路或長途電話。 • RG-59：特性阻抗為75歐姆 。一般家裡的有線電視所裝設的纜線就是此種電纜 。 • 細同軸電纜 • 中心直徑0.18英吋，可分成單芯與多芯兩種 • RG-58：特性阻抗為50歐姆 ，用在10Base-2的乙太網路。 • RG-58A/U：特性阻抗為50歐姆 ，用在10Base-2的乙太網路。

  28. 傳輸媒介（3/6） 保護層 • 有線傳輸媒介： • 光纖（ fiber optic cable）： • 使用極細的玻璃纖維材質來傳輸光源訊號。 玻璃纖維 保護層 外殼 光在玻璃纖維中向前傳送時，雖會有折射，但角度極小，光線不致穿透射出

  29. 區域網路常見的線材接頭 第4章 電腦網路原理與應用 / 4-2 電腦網路的組成

  30. 光纖 • 光纖的優點 • 頻道寬度高、速率快 • 正確性與安全性高： • 重量輕、體積小、安裝容易與測試 • 缺點 • 價格高昂 • 維修與施工成本高

  31. 傳輸媒介（4/6） 微波基地台 • 無線傳輸媒介： • 微波（microwave）： • 傳輸頻率介於2GHz ~ 40GHz之間的電磁波訊號。 • 可透過地面上的微波基地台直接收發訊號，或利用通訊衛星作為中繼站來轉送。 通訊衛星

  32. 傳輸媒介（5/6） • 無線傳輸媒介： • 紅外線（infrared）： • 利用發光二極體（或雷射）發射傳輸頻率在100GHz～1000THz之間的紅外線光束。 紅外線在傳輸訊號時，必須以點對點的方式傳輸

  33. 各種傳輸媒介的優缺點比較 傳輸媒介 優點 缺點 雙絞線 成本低、安裝容易 訊號衰減程度高、易受電磁波干 擾 同軸電纜 成本低、安裝容易、擴充容易 可靠性差、網路維護困難 傳輸距離遠、傳輸速率高、不 易受電磁波干擾 安裝不易、成本較高、線路維護 困難 光纖電纜 微波 不需透過纜線、傳輸速度較同 軸電纜快 接近地面時，傳輸訊號易受建築 物阻擾 紅外線 價格低廉、不受無線傳輸及聲 波的干擾、只能一對一傳輸資 料 傳輸距離較短、傳輸的資料易受 其它物件或光源阻隔 傳輸媒介（6/6） • 各種傳輸媒介的優缺點比較表：

  34. 電視台業者通常會透過SNG 連線，報導最即時的新聞，試問SNG連線是採用下列哪一種傳輸媒介來傳遞訊息的？ • (A)微波 • (B)光纖 • (C)紅外線 • (D)雙絞線。 A

  35. 一般家中的電腦要透過ADSL 寬頻數據機上網，必須選購下列哪項傳輸媒介？ • (A)光纖 • (B)同軸電纜 • (C)雙絞線 • (D)人造衛星 C

  36. 下列哪一項數據通訊線路的形式，具備最佳的資料保密性及最高傳輸速率？下列哪一項數據通訊線路的形式，具備最佳的資料保密性及最高傳輸速率？ • (A)同軸電纜 • (B)雙絞線 • (C)光纖 • (D)電話線。 B

  37. 網路連接器 • 網路連接器 • 與電腦等設備連接之前必須還要透過一個介面，這個介面就是“接頭”。 • RJ-45接頭 • 雙絞線中UTP線的接頭 • 有八個腳位（凹槽），其金屬接點有8個，俗稱”8P8C”。P為腳位，C為接點 • 用在10-BaseT與100-Base系列網路，只使用1、2、3、6腳位。1、2腳位主要是傳送資料（Tx+、Tx-），而3與6腳位則是接收資料（Rx+、Rx-）。

  38. 網路連接器 • BNC接頭 • 用在RG-58 • 中間有一根金屬針，用來連接同軸電纜的中心導線 • 需要三個額外器材 • T接頭 • 1接頭 • 終端電阻

  39. 6-4網路設備 • 網路卡 • 數據機 • 集線器 • 中繼器 • 路由器 • 橋接器　 • 交換式集線器 數據機 網路卡 中繼器的功能 集線器

  40. 網路卡 • 一般小型區域網路、ISDN等不需要透過電話線來連接上網時，網路與電腦的連接介面 • 網路卡的種類 • 乙太網路卡、高速乙太網路卡

  41. 聯結裝置（2/8） • 網路卡（NIC ）：用來定義電腦在區域網路中的位址，並將要對外傳送的資料轉換成序列形式。 集線器 實體位址：(MAC位址) 08:22:07:6B:8C:53 實體位址： (MAC位址) 08:20:12:6A:34:8D 網路卡 將並列形式的資料轉換成序列形式的資料傳送出去

  42. 聯結裝置（8/8） • 閘道器（gateway）：用來連接不同類型的網路。 B2 閘道器會先將A網路格式的資料轉換成B網路所能辨識的資料格式，再將資料送至B網路 B1 B3 B網路 A1 A2 閘道器 A網路 A3 若資料是要送給A網路中的A3電腦，則閘道器不會轉換資料的格式

  43. 聯結裝置（5/8） • 中繼器（repeater）：用來增強傳輸訊號，以延伸訊號傳輸距離。 傳送端（遠端的電腦） 因距離過長而逐漸衰竭的訊號 中繼器 訊號經過中繼器強化後，已恢復正常 接收端

  44. 集線器（Hub） • 集線器 • 有許多資料傳輸埠（Port），讓每台電腦都可與集線器連線 • 可避免一條網路線故障整個網路就會癱瘓的問題 • 常用在星狀網路架構中

  45. 1 StepA與C正在進行資料傳輸 2 Step若同一時間E也要傳送資料給C，則需等到A、C結束資料傳輸後，才可進行 聯結裝置（3/8） • 集線器（hub）：用來連接區域網路上的電腦設備，同一時間點只充許任兩台電腦設備進行資料傳輸的工作。 A B C D E F

  46. 1 StepA與C正在進行資料傳輸 2 StepE與F也可在同一時間進行資料傳輸 聯結裝置（4/8） • 交換式集線器（switching hub）：用來連接區域網路上的電腦設備，同一時間點可有多台電腦設備進行資料傳輸的工作。 A B C D E F

  47. 橋接器（Bridge） • 主要將大型網路切割成較小型的一些子網路 • 處理OSI架構中第一層與第二層，具有中繼器與集線器的功能

  48. 2 Step橋接器會捨棄送給A3的資料，並將送給B3的資料傳送至B子網路中 A子網路 B子網路 A1 B1 08:22:07:6B:11:1C 09:20:16:1B:15:01 A2 B2 08:22:07:6B:11:1D 09:20:16:1B:15:02 1 ～ ～ ～ ～ StepA子網路所有電腦會收到由A1電腦傳給A3及B3電腦兩筆資料 3 StepA子網路中的所有電腦檢查資料的目的位址，若與自己的位址相同就收取資料 4 StepB網路中的所有電腦重覆Step3的動作（B3,電腦收下該資料） 聯結裝置（6/8） • 橋接器（bridge）：用來連接使用相同通訊協定的子網路。 位址表 B1 B2 A1 B子網路 橋接器 A2 A3 A子網路

  49. 路由器（Router） • 連接不同網路的裝置 • 選徑（Routing）；使用路由表，依據目前網路使用情況動態的傳送資料，使得網路傳送達到最佳化 • 處理OSI架構中第一、第二與第三層通訊協 • 可讓不同的網路架構相連接在一起

  50. 路由器

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