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第十二章 互聯網及其科技

第十二章 互聯網及其科技. 12.1 互聯網和萬維網 12.2 互聯網的連接 12.3 互聯網的運作. 12.1 互聯網和萬維網 (1). A. 互聯網的發展 1969 年，美國國防部 ( ARPA) 把軍事和大學電腦連繫起來，建造 ARPANET ： 1. 允許地理上分隔的電腦共享數據 2. 允許人員經由電子郵件互相通訊 3. 抵禦戰爭時可能受到的破壞，例如炸彈的攻擊：若受到破壞，數據可繞過網絡受損的部份，繼續傳送 4. 連接不同型號、不同操作系統、不同數據格式的電腦，實現相互通訊及資源共享。. 12.1 互聯網和萬維網 (2).

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第十二章 互聯網及其科技

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  1. 第十二章 互聯網及其科技 12.1 互聯網和萬維網 12.2 互聯網的連接 12.3 互聯網的運作

  2. 12.1 互聯網和萬維網 (1) • A. 互聯網的發展 • 1969 年，美國國防部 (ARPA) 把軍事和大學電腦連繫起來，建造 ARPANET： 1. 允許地理上分隔的電腦共享數據 2. 允許人員經由電子郵件互相通訊 3. 抵禦戰爭時可能受到的破壞，例如炸彈的攻擊：若受到破壞，數據可繞過網絡受損的部份，繼續傳送 4. 連接不同型號、不同操作系統、不同數據格式的電腦，實現相互通訊及資源共享。

  3. 12.1 互聯網和萬維網 (2) • 1986 年，美國國家科學基金會 (NSF) 把他們的超級電腦網絡連結到 ARPANET • 平民化: • NSF允許任何人仕自行把電腦透過不同網絡連接至APRPANET • ARPANET 改名為「互聯網」(Internet)

  4. 12.1 互聯網和萬維網 (3) • B. 萬維網 (WWW, World Wide Web) 的發展 • 互聯網的流行，主要有賴於萬維網 • 或稱全球資訊網 • 1991 年由瑞士日內瓦物理實驗室 CERN 的研究員 Dr. Tim Berners-Lee 發明 • 1993 年由 Marc Andreessen 開發首個瀏覽器 Mosaic • Mosaic 是今天流行的瀏覽器的始祖 • 現今常用的瀏覽器有IE , Netscape Navigator, Firefox

  5. 12.1 互聯網和萬維網 (4) • WWW是由互聯網上所有的超文本文件組成. • 這些文件貯存在世界各地已連接上互聯網的伺服器內. • 超文本文件即是我們所謂的網頁 , 它們可被瀏覽器(用戶端程序)解譯和展示出來. • 網頁內含有連接至其他網頁的超連結及一些標籤 . • 標籤是用來指示網頁瀏覽器如何把文字及多媒體元素如何在電腦屏幕上顯示. • 瀏覽器向web伺服器發出請求並接受回應, 然後解讀回應, 並在螢幕上顯示結果.

  6. 12.1 互聯網和萬維網 (5) C. WWW與互聯網的定義 • 互聯網是一個全球性的WAN , 這個網絡利用網絡連接媒體及設備連接全球的機構、組織等, 使用者可透過任何一個連接的網絡上互通訊息及分享資源. • WWW為互聯網上資訊的集合 , 以網頁形式貯存 .

  7. 12.1 互聯網和萬維網 (6) D. WWW普及的原因 • 方便、圖形化及友善的使用者介面 . • 能顯示多媒體元素 • 能存取互聯網上各應用程序, 例如傳送檔案、討論區和email等的單一介面 • 能支援編寫在互聯網上完成各樣工作的進階程序.

  8. 12.2 互聯網的連接 • 1. 互聯網服務供應商 • 2. 用戶的互聯網接達 • 撥號接達 • 寬頻接達 • 無線接達 • 專線接達

  9. 12.2.1 互聯網服務供應商(1) • 互聯網 (Internet) • 集合全球許多個網絡一起的大型網絡 • 以協作形式運作： • 每個網絡提供伺服器、通訊和接線等設備， • 並指揮數據流動 • 大型公司及組織提供主幹 (Backbone) • 高速通訊渠道

  10. 12.2.1 互聯網服務供應商(2) • 互聯網服務供應商 (ISP) • 提供接達互聯網 (俗稱上網)的服務. • 永久地連接到主幹. • 用戶要付款給它們開戶口 , 才可使用它們的上網服務. • ISP 的收費形式可能 • 以每小時的服務計算 • 「無限上網」

  11. 12.2.2 用戶的互聯網接達 (1) • 1. 撥號接達(Dial-up access) • 使用一般的調解器及電話線 • 暫時性地連接到互聯網 • 連接串行埠 (Serial port)，毋需網絡界面卡 • 雖然較便宜，但其速度緩慢 • 56 kbps • 在香港，更要支付以每分鐘計算的 PNETS • 繁忙時段，撥號接達未必成功 • 用戶在上網時 , 別人無法打出及打入用戶的電話號碼, 與用戶作語音交談 . • 容易斷線 .

  12. 12.2.2 用戶的互聯網接達 (2) • 2. 寬頻接達 (Broadband access) • (A) 非對稱數碼用戶線路 (ADSL) ----採用電話線連接ADSL解調器 . 非對稱是指數據下載 速率(1.5至6Mbps)較上載率(16至640Kbps)為高 . ----因提供ADSL服務的ISP , 其機樓內集合了很多數據 傳送線路(較用戶端機樓多很多) , 線路間的訊號會互 相增強 . 這導致下載速度較上載速度快很多. ----ADSL解調器會把數碼訊號調變成可供電話線路傳 送訊息的波型及將語音及不同數據加以整合以供在 同一線路上傳遞 ; 接收端則透過ADSL解調器將已調 變的訊號變回數碼訊號及把整合了的數據分開成原 狀 .

  13. 續ADSL ----因語音及數據是以不同的頻率傳送 , 故上網及打電 話可同時進行. ----用戶的電腦需配備網絡介面卡及CAT 5線與ADSL解調 器連接 . ---- ADSL解調器可供多於一部電腦連接 , 具派IP地 址功能 , 以供分享頻寬 . ----大多數ISP傾向使用ADSL技術 , 因它們不願意讓用戶 經常把大量數據(檔案)經它們的網絡把數據傳開去 . 這會增加其伺服器的負擔 , 亦令其網絡交通變得繁忙 , 上網速度亦會降低 .

  14. 續ADSL ADSL 解調器

  15. ADSL的優點 : ----不影響原本的電話語音服務 ----長期在線 ----***每位用戶可獨享一條寬頻連接 ***

  16. 12.2.2 用戶的互聯網接達 (3) (B) 有線電視網絡 (Cable TV)。 ----利用cable modem 把電腦連接至cable TV網絡 , 因此僅限於已連接了cable TV網絡的地方才可使用. 其下行容量為36Mbps , 上行容量為3Mbps , 供同一地 點的用戶分享.故連線速度並不穩定 . 在一般情況下 , 數據傳輸率為1.5Mbps . ----CableTV網絡主要由同軸線與光纖混雜連結而成. 由 cable TV機樓至住宅機樓的一段路程用光纖連接,而由 住宅至用戶的cable modem一段路程則用同軸線連接 . ----Cable modem的作用是將數據訊號作調變及反調變 . ----用戶的電腦亦需配備網絡卡及cat5電纜與cable modem 連接 .

  17. CABLE MODEM

  18. 12.2.2 用戶的互聯網接達 (4) 3. 無線電連接 (A) WAP (無線應用協定) ----無線通訊設備溝通的一種協定 (共同遵守的規 則) . ----一般應用於流動電話及個人數碼助理(PDA). ----WAP元件可令這些設備接達互聯網和電郵服務 . ----最高數據傳輸率由10Kbps至153Kbps . ----用戶要向有提供WAP服務的電訊公司申請賬戶 及配備有WAP功能的通訊設備才可使用上網服務 .

  19. 12.2.2 用戶的互聯網接達 (5) (B) GPRS (通用封包無線服務) ----流動電話所使用的技術 . ----最高數據傳輸率為115.2Kbps . ----一部筆記型電腦只要配備GPRS網絡卡 或連接具 GPRS功能的流動電話 , 便可隨時上網 . ----GPRS及WAP讓用戶隨時隨地利用手提電話獲取 互聯網上的資訊 . ----但GPRS及WAP開始被WIFI技術所取替 .

  20. 12.2.2 用戶的互聯網接達 (6) (4) T-載波專線 ----適用於需要不間斷連接網絡的公司、機構和學 校 . ----提供網絡主機和ISP之間的永久連接 . ----允許用戶同時存取及瀏覽互聯網 . ----用戶獨享頻寬 . ----T-1 : 1.54Mbps T-3 : 44Mbps ----用戶要配備網絡路由器 . ----架設及專線租借費用昂貴 .

  21. 12.3 互聯網運作的基本科技 • 1. 網絡與網絡間之硬件連接 • 2. TCP/IP • 3. IP 位址及MAC位址 • 4. 域名 • 5. 互聯網位址 • 6. DNS 伺服器

  22. 12.3.1網絡與網絡間之硬件連接 (A) 網絡間的硬體連接 ----互聯網上分佈了不少LAN , 將不同的LAN連接起 來便成WAN, 把不同的WAN連起來 , 便組成互聯網 . 網絡 間如無任何媒體(例 :UTP , 光纖,同軸線…)及網絡連 接設備(例: 橋接器及路由器)連接 , 就不能互傳訊息 . ----橋接器(BRIDGE)就是用來連接兩個或以上的LAN , 以舒 緩網絡交通 . ----如要把兩個或以上的WAN連接起的話 , 我們便要使用路 由器(ROUTER) . 當然 , 路由器也可用來作LAN與LAN之 接連或電腦與電腦間之接連 .

  23. 12.3.1網絡與網絡間之硬件連接 (B) 路由器—連接兩個或以上的網絡及為數據封包找出最佳 的路由路徑 . 大機構用的路由器 家用或小型企業用的路由器(寬頻分享器)

  24. 12.3.1網絡與網絡間之硬件連接 路由器的運作(僅供參考) : --- 可分軟件路由器及硬件路由器 . --- 硬件路由器的運作較為可靠及穩定 , 但價格昂貴. --- 路由器上有多個連接埠 , 每個埠皆與互聯網上的其中一個網絡接連 . --- 當路由器從網絡中接收到一個數據封包後 , 會檢查一下封包目的地之IP地址 . 然後根據一些邏輯運算去找出封包目的地所在的網絡號碼 , 再根據路由器內的路由表去找出封包應被傳送至哪個連接埠/相鄰網絡 . --- 一般來說 , 數據包在到達目的地前 , 至少要經過數個路由器才到達目的地 . --- 網絡上相鄰的路由器會定時互相 溝通 , 更新它們的路由表 , 為各個封包找出最佳的傳輸路徑 . --- 如封包的目的地與來源地處於同一LAN上 , 則封包不用經路由器傳送 . --- 現今的路由器都附加了IP地址派發的功能 .

  25. 12.3.2 TCP/IP (1) • 什麼是通訊協定(communication protocols)? ----兩部電腦如要互相通訊 , 雙方必須遵守一些 標準法則 . 這些法則便是通訊協定. ----我們在使用互聯網服務時 , 在不同時候就會 用到不同的協定 . 至於用哪些協定 , 主要取 決於我們正在使用哪項互聯網服務 . ----這些協定其實是一些控制程序 . ----這些協定有部份已內置於操作系統內, 但有部 份則內置於其他應用程式/硬件內 , 要另行安裝 . ----協定與協定之間在執行時會互相幫助 , 讓兩部電腦可 成功通訊 .

  26. 12.3.2 TCP/IP (2) (B) TCP/IP協定套 --- 現在最常用的通訊協定套稱為TCP/IP . --- 它包含了很多通訊協定 , 要令兩部電腦準確 無誤地交換信息 , 在眾多的協定中 , 有兩個協 定為此扮演著重要角色 . 它們分別是TCP及 IP. --- TCP 代表傳輸控制協定 --- IP 代表互聯網協定

  27. 12.3.2 TCP/IP (3) (C) TCP/IP是如何運作的 ? ---TCP/IP讓兩部主機建立連線 , 以便兩者交換數據 . ---TCP會把數據分割成若干個封包(PACKETS) .它能執行 流動及錯誤控制 , 它保證數據包的傳送(透過“傳送-確認 “機制) , 更保證封包按相同的次序被接收 . 若數據包在 傳送過程中遺失或遭破壞, TCP即重新傳送該數據包 . 在收件人方面 , TCP負責檢查接收到數據包有否遭破壞 及把數據包按序號重組成原來的信息 . ---IP則負責為每個數據包附上來源地及目的地的IP位址 及透過網絡伺服器及路由器(如要連接另一網絡的話)傳 輸數據包至目的地 . ---每個數據包可能會遁不同路徑傳輸至目的地 .

  28. 12.3.2 TCP/IP (4) (D) TCP/IP 的優點： 1. 線路負荷平均分配 2. 某部份線路受損不影響傳輸 • 由於每次有多條路徑可供選擇，小包可以繞過受損的地方。 3. 保證所有信息能完整地傳送 • 收件電腦會檢查每個小包，若發現任何錯誤，便會要求發件電腦重新將信息傳送 4. 支援不同類型的電腦 • 只要操作系統支援 TCP/IP 便可在互聯網上進行溝通

  29. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(1) (A) 互聯網協定位址 (IP Address)是什麼 ? ---貯存在電腦內 , 用來識別在網絡中的每一台電腦 . ---每個IP地址皆是唯一的 . ---一般家用上網電腦的IP地址是由ISP內的DHCP伺服器負責派發的 . --- ISP及其他機構/組織的IP則要向互聯網編號配給管理局(IANA)註冊配給, 每個機構/組織/ISP皆可同時申請多於一個IP位址 .

  30. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(2) (B) IP位址的表示模式 ---我們現在使用的表示模式為 IPv4 . ---電腦使用32個二進制位元(分4組,每組有8 BITS) 來貯存IP地址 . (**32 BITS=4 BYTES**) ---為了方便記憶及輸入 , 我們會將該 4 組二進制數 值化為相應的十進制數值 , 並在各數值間以“.”作 分隔 . 每個十進制數字之範圍由 0 - 255 . ---可表達 2^32 = 4294967295 個IP位址 例如 : 11111100 11000011 00011111 00000101(二進制) 252 . 195 . 31 . 5 (十進制)

  31. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(3) (C) 特殊 IP 位址 ---有些 IP位址本身具有特殊意思及用途 , 我們通 常不會用來作為電腦的 IP位址 . (i)00000000 00000000 00000000 00000000 (代表本機) 即 0.0.0.0 (ii)11111111 11111111 11111111 11111111 (在同一網絡中廣播) 即255.255.255.255 (iii)xxxxx…xxxxx1111…..111111 (即在另一網絡上進行廣播 , xxxx…xxxx表示二進制網絡部份)

  32. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(4) (D) IP 位址的深層演譯 (i)我們可從一部電腦的IP位址 , 得出下列資料 : -- 所在網絡的級別 (NETWORK CLASS) -- 所在網絡的識別碼 (NETWORK ID) -- 所在網絡的IP位址 (NETWORK IP ADDRESS) -- 主機識別碼 (HOST ID) (ii) 若知道網絡的級別 , 便可計出可形成的網絡數 目及每個網絡上的主機最高數目 . **詳細解說請參閱油印筆記**

  33. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(5) (E) 各網絡級別的應用層面 : A級 : 國家或地區性機構 B級 : 國際機構 C級 : 商業或家用 D級 : 多重廣播(多用於分佈系統) E級 : 未被啟用

  34. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(6) (F) 公共 IP位址(Public IP)與私人IP位址(Private IP) ---如在同一LAN上有數台電腦要上網及作內部溝通 , 我們 便需要向ISP申請數個IP地址 , 這是一個不合成本效益的 方案 . ---而且 , 若每部電腦都在互聯網上登記一個全球人士皆知 的IP位址 , 可用的IP位址很快便會用清. ---所以 ,在前述提過的可用IP位址當中, 有一些位址是保留 起來 , 作內部聯網之用 . 這些IP位址便稱為私人IP位址 , 餘下的便是公共IP位址 . 擁有公共IP位址的電腦可直接 連繫互聯網 . ---只要LAN上的其中一台電腦擁有公共IP位址 , 其餘電腦 則用私人IP , 我們便有方法做到一個上網戶口 , 多人上 網 . ---假IP位址有 : 192.168.x.y , 169.254.x.y , 172.16-31.x.y, 10.x.y.z (最尾一個數字不可是0或255)

  35. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(7) (G) IPv6 ---隨著戶聯網用戶不斷增加 , IPv4所提供的IP位址已不敷 應用 . IPv6系統便應運而生 . ---位址由128 bits組成 , 分8組 , 每組16 bits . ---若化回十進制 , 則每組數字的範圍由0-65535 . ---每組數字用“:”分開 . ---但IPv6位址的寫法多用16進制數字 . 例 : 1000:EEEF:2498:0000:283D:ABBA:BBCC:0011 ---共可構成2^128個位址 (天文數字 !!). ---暫時仍未完全普及 .

  36. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(8) (H) MAC位址(參考資料) --IP位址主要用於把數據封包傅送至封包目的地所處之網絡 . --至於這個封包最後被該網絡上的哪部電腦/網絡卡所接收 , 這就取決於 燒錄在網絡卡上的MAC位址了 . -- 由6組兩位的16進制數字組成 . (例 : 00-08-74-4C-7F-1D) -- 頭3組表示生產商 , 尾3組表示卡的序號 . -- MAC位址也是唯一的. --當一台電腦在送出封包前 , 除了要附加目的地IP位址到封包上之外 , 還要附加目的地之MAC位址 . 這時 ,電腦會透過廣播一種特殊的數據 包 , 請求目的地電腦提供其MAC位址. 當MAC位址被傳回後 , 便會附加 到數據包上. 當數據包被送至目的地網絡之伺服器後 , 該封包會被廣播 至目的地網絡上之所有電腦 , 只有擁有封包上之MAC位址的電腦會接 收該封包作進一步處理 .

  37. 12.3.3 IP 位址及MAC位址(9) • 用WINDOWS指令 winipcfg 所得出的 IP及MAC位址及其他資料 .

  38. 12.3.4 域名 (1) • IP 位址 • 不容易記 • 領域 (Domain) • 相同組織下的電腦群 • 域名 (領域名稱 Domain name) • IP 位址的文字版本 • 以點來分隔字符，例如 • “radian.com.hk” • 較有意義和簡單易記

  39. 12.3.4 域名 (2) • 必須在 InterNIC註冊 • 頂層域 (Top level domain) • 最頂層的領域 例如 • .com, .org , .mil , .biz , .int ,.gov , .net , .edu等 • 參考 : http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%80%9A%E7%94%A8%E9%A0%82%E7%B4%9A%E5%9F%9F • 或國家碼頂層域 例如 • .hk, .cn, .au 等 • 國家頂層域名一覽 • 第二層域(此域名必須唯一)，對 .com.hk 而言: xxx.com.hk, yyy.com.hk, zzz.com.hk, aaa.com.hk, bbb.com.hk, ccc.com.hk

  40. 12.3.5 互聯網位址 (1) • 1. 網址 - URL • 劃一資源定位器 (URL 或稱網址) • 網址提供網站內檔案的路徑，包含 • 規約字首 e.g. http://, ftp://, news:// • 主機伺服器(第三層域名) e.g. www, mail, ftp • 域名 e.g. gov.hk, radian.com.hk • 子目錄名稱 e.g. forum • 檔名 e.g. content.html • 這也是有效的url : http://64.123.123.1/index.html

  41. 12.3.5 互聯網位址 (2) • 2. 主頁 (Home page) • 網站起始的網頁 • 存貯在網站伺服器的根目錄中 • index 或 default • 檔擴展名 .html, htm, asp, jsp, etc. • 例如 : http://www.abc.com/test/mainpage.asp

  42. 12.3.5 互聯網位址 (3) • 3. 電郵位址 (e-mail address) • 格式: user@domainname • 字符之間不能有空白 • 同一領域中, 用戶名字必須是獨特

  43. 12.3.6 DNS 伺服器 • 域名系統伺服器 (DNS Server) • 把域名翻譯成伺服器的 IP 位址 • 維持一個表格，包含 • 所有機構的域名及其對應的 IP 位址 • 每次當域名使用時，例如電郵位址或網址 • DNS 伺服器都會翻譯成 IP 位址 • DNS 伺服器是由大型 ISP 保存，而表格會定期更新 • 在DOS模式下輸入“nslookup 網址“指令, 可查出該網址所在的主機IP位址. 例: nslookup www.yahoo.com

  44. 12.4 無線連接技術 WIFI • 理論 : 參閱油印筆記 • 活動 : 家庭無線寬頻分享架設/檔案分享/網絡磁碟 機之連結示範

  45. 參考資料 : 由TCP/IP衍生出來的其他協定 • HTTP • SMTP • FTP • POP3 • PPP • …….. **詳解請參閱油印筆記**

  46. 參考資料 : 網絡埠號(port numbers) • 解釋 : http://en.wikipedia.org/wiki/Network_port http://en.wikipedia.org/wiki/Port_number • (共用) Ports 0 to 1023 (已註冊) Ports 1024 to 49151 (私人) Ports 49152 to 65535 • 最更新的port number一覽表 • 問題 : 什麼情況下 , 我們有必要在網址後加埠號 呢 ? (例:http://www.abc.com:8080/index.htm)

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