第四章 電腦網路的種類

1. 第四章 電腦網路的種類

2. 本章大綱 4-1 區域網路 (LAN) 4-2 廣域網路 (WAN) 4-3 整合服務數位網路 (ISDN) 4-4 非同步傳輸網路 (ATM) 4-5 網際網路 (Internet) 4-6 無線區域網路 (WLAN)

3. 4-1-1 區域網路簡介 • 區域網路(Local Area Network；LAN) 指電腦在適當大小的地理區域內用適當傳輸速率彼此直接通訊的資訊通訊系統 • 區域網路依性質 • 主從式網路(Client-server) 用戶端會使用伺服端所提供的服務，並具有網路安全 集中控制的功能 • 對等式網路(Peer-to-peer) 由對等端以群組的方式組成，對等端之間能彼此分享 資源，並無集中控制的管理機制

4. 4-1-2 區域網路的協定標準

5. 4-1-3 區域網路架構與實例 • 匯流排架構：乙太網路 • 有一條共用的傳輸通道，每部電腦連接到此通道之後即可與通道上的其他電腦進行通訊與資料傳輸 • 透過「廣播」（Broad Cast）的方式傳送資料

6. 4-1-3 區域網路架構與實例 • 乙太網路規格圖

7. 4-1-3 區域網路架構與實例 • 乙太網路: CSMA/CD協定模式 • 載波感應多重存取/碰撞偵測協定 • 執行媒體存取控制，以避免碰撞的情況發生 • 有節點要傳輸資料時，會先偵測網路上是否有「載波」(carrier) • 發生碰撞，該節點會發出「壅塞訊號」以告知網路上之其他節點碰撞之發生，並等待一隨機時間再重新傳送資料

8. 4-1-3 區域網路架構與實例 • CSMA/CD運作流程圖

9. 4-1-3 區域網路架構與實例 • 記號匯流排架構：FDDI • 透過「記號通行」（Token passing）的方式來控制電腦資料的傳輸 • 在網路架構中有一個特別的電子信號（Token） • 電子信號會藉由繞行的方式從一部電腦傳遞到下一部電腦 • 電腦欲傳遞資料時必須等待Token • 優點: 可避免碰撞 • 缺點: 若其中某兩部電腦之間的連線故障，將會造成 整個網路的癱瘓

10. 4-1-3 區域網路架構與實例 • 記號匯流排架構：FDDI

11. 4-1-3 區域網路架構與實例 • FDDI（Fiber Distributed Data Interface） • 光纖分散資料介面 • 屬於IEEE 802.8規格。由於是使用光纖通訊，其傳輸速率可高達到100Mbps • 採用兩條光纖網路組成兩個環狀來連接網路 • 在一般使用情況下，FDDI是使用一條光纖（粗黑線）來傳遞資料的，而另一條光纖（虛線部分）是備用光纖 • 當有電腦間的光纖故障時，就會利用虛線部分將資料往相反方向傳送

12. 4-1-3 區域網路架構與實例 • FDDI 網路架構

13. 4-1-3 區域網路架構與實例 • 星狀架構： PBX (Private Branch Exchange) • 透過中央控制電腦進行資料傳輸 • 大多用無遮蔽雙絞線（UTP）連接而成 • 中央控制設備大多為集線器（Hub） • 網路傳輸速率可達到10Mbps • 範例: Time Sharing系統及PBX（Private Branch Exchange）

14. 4-1-3 區域網路架構與實例 • 星狀架構圖

15. 4-2-1 廣域網路簡介

16. 4-2-2 常見通訊協定 • 串列線網路網路通訊協定 (Serial Line Internet Protocol；SLIP) • 是一種可以在串列線路上傳送 TCP/IP 資料封包的通訊協定 • 是早期發展的通訊協定 • 具有簡單易用的特性

17. 4-2-2 常見通訊協定 SLIP 示意圖

18. 4-2-2 常見通訊協定 • 點對點協定（Point to Point Protocol；PPP） • 在於其改良了許多 SLIP 的缺點，例如：PPP 的資料封包具有偵錯與壓縮的功能 • PPP 可使用 IPX 等其他協定，在使用上更具有彈性 • PPP 的安全性較 SLIP 高 • 以類似虛擬連線 (Virtual Connection) 的方式來連接上 網際網路

19. 4-2-2 常見通訊協定 • SLIP與PPP比較表

20. 4-2-3　交換技術 • 電路（Circuit）交換技術 • 在進行資料交換時，會在發送端與收件端之間建立一條實質的傳輸路徑 • 傳輸過程中不會有他人使用這條傳輸通道傳遞資料，就像發送端與收件端之間有一條「專線」在傳遞資料一般 • 優點:傳輸速率一定 / 無延遲現象 / 通道為專用 • 缺點：成本高 / 使用率差 / 抗損壞性差 • 例如:大眾電信網路（PSTN）

21. 4-2-3　交換技術 • 訊息（Message）交換技術 • 每份傳遞資料都有專屬的來源位址與目的地位址 • 在資料傳遞過程中，網路上每個中間裝置收到資料後會先將此資料儲存起來，等到下一個中間裝置準備好可以接收資料時再將資料傳遞過去 • 優點： 有效網路管理 / 成本低 / 通道使用率高 / 降低網路阻塞 / 非同步傳輸 / 抗損壞性高

22. 4-2-3　交換技術 • 封包（Packet）交換技術 • 將資料切割成許多小型的資料區塊來傳送，這些資料區塊也就是所謂的「封包(packet)」 • 封包裡除了資料外還有表頭資訊，表頭資訊包含了來源位址、中間節點位址與目的地位址等資訊 • 每個封包不一定沿相同路徑傳送，這種傳送方式又稱作「獨立傳送」 • 依特性可分為兩類： 資料區塊封包交換技術/ 虛擬電路封包交換

23. 4-2-4 傳輸線路 • 撥接線路（Dial-up line） 利用大眾通信網路（PSTN）來提供連線的服務 • 類比式專線 在點對點的資料傳輸中提供一條專屬的傳輸通 道，也就是因為是一條專屬的線路 • 數位線路 幾乎0錯誤的同步傳輸 ; 多種傳輸規格 ; 連線方式有固定式、點對點、全雙工等

24. 4-2-5　訊框傳遞（Frame Relay） • 「訊框傳遞」(Frame Relay) • 高速封包交換標準 • 去掉X.25部分防止及更正錯誤機制，加快處理速度 • 具有訊框處理(framing) / 定址(addressing) / 偵測錯誤(error detection) / 路由(Routing) / 介面管理功能(Interface Management)等功能 • 使用點對點固定虛擬通道(PVC)來傳送資料

25. 4-2-5　訊框傳遞（Frame Relay） • 訊框傳遞與X.25協定對照圖

26. 4-2-5　訊框傳遞（Frame Relay） • 訊框傳遞與X.25協定特性比較

27. 4-3　整合服務數位網路（ISDN） • ISDN (Integrated Services Digital Network ) • 整合型數位式多功能大眾通信網路 • 定義一個通用的客戶端介面，使不同的終端機設備能依據標準接頭互相連接 • 提供語音、數據、文字、影像、多媒體、傳真等通訊服務

28. 4-3　整合服務數位網路（ISDN） • 整合服務數位網路(ISDN)架構

29. 4-3　整合服務數位網路（ISDN） • 窄頻（Narrow band,N-ISDN） • 以訊框傳輸（Frame Relay）為主 • 同一個時間內只能傳輸一個信號 • 寬頻（Broad band,B-ISDN） • 以ATM（非同步傳輸）或訊胞傳送（Cell Relay）為主 • 使用封包交換技術應用在高速傳輸模式 • 同一時間內可傳輸不同信號

30. 4-3　整合服務數位網路（ISDN） • ISDN的頻道主要可分為三類： • 載送頻道（Bearer Channels，又稱B頻道） 速度為64Kbps ，主要用來傳送語音或數據資料 • 信號頻道（Signaling channels，又稱D頻道） 主要是傳送控制、管理等控制信號的傳遞，透過信號頻道的控制信號可以控制兩端點之間的連線、斷線等處理 • 高速頻道（H頻道） 高速傳輸資料用的頻道，一般用在高速傳真、高速數據傳送等，高速頻道和載送頻道相同，只載送數據資料而不載送控制信號

31. 4-3-1　基本速率介面(BRI) • 基本速率介面(Basic rate interface；BRI) • 採用兩條全雙工64Kbps的B頻道 • 與一條全雙工16Kbps的D頻道所組合而成 • 其速率為192Kbps • 適合一般辦公室、個人住家或小型區域網路使用

32. 4-3-2　主要速率介面(PRI) • 主要速率介面(Primary rate interface；PRI) 分兩種系統： • 北美系統有23條B頻道與一條D頻道共1.544Mbps • 歐洲系統30條B頻道與一條D頻道共2.048Mbps • 主要速率介面的B頻道與D頻道的速率都是64Kbps

33. 4-3-3　同步/ 非同步傳輸模式 • 同步傳輸模式 （Synchronous Transfer Mode , STM） • 主要是以週期性、分時多工的方式傳送資料 • 此種傳輸模式並不能完全利用到整個通道，整體傳輸效率並不高

34. 4-3-3　同步/ 非同步傳輸模式 • 非同步傳輸模式 （Asynchronous Transfer Mode , ATM） • 每個通道的傳輸情況不會相等，會依照優先權之不同而傳送資料 • 每個通道的資料並不會週期性出現，頻寬也不盡相同

35. 4-4-1 ATM網路架構 ATM網路架構

36. 4-4-1 ATM網路架構 • ATM網路使用介面標準 • 使用者網路介面 （User Network Interface；UNI） • 網路對網路介面 （Network Network Interface；NNI） • 私人網路對網路介面 （Private NNI；P-NNI）

37. 4-4-2 ATM參考模式 ATM與OSI參考模式對照圖

38. 4-4-2 ATM參考模式 • 實體層（Physical Layer） • 實體媒體層(PMD) • 與實體網路媒介相連接 • 負責正確地進行位元資料的傳送與接收 • 實體網路媒介可能為歐洲規格的同步數位階層架構（Synchronous Digital hierarchy；SDH）或北美規格的同步光纖網路（Synchronous Optical Network；SONET）

39. 4-4-2 ATM參考模式 • 實體層（Physical Layer） • 傳輸轉換層(TC) • 負責將ATM的訊胞轉換成實際在實體網路傳輸時的訊框（Frame） • 產生表頭資訊，並將從實體媒體層所傳送來的一連串位元組合成訊胞往上層傳送

40. 4-4-2 ATM參考模式 • ATM層 • 負責處理含有表頭資訊的資料，並將表頭資料與要傳送的資料合併組合在一起 • 資料傳遞的位址是由虛擬路徑（Virtual Path；VP）與虛擬通道（Visual Channel；VC）所組合而成 • 傳送資料的實體媒介上可能會有好幾條虛擬路徑，而每條虛擬路徑中又有好幾條虛擬通道

41. 4-4-2 ATM參考模式 • AAL層 • 主要是將上層所送來的資料切割成固定大小（48Byte），放在欲傳遞訊框中的資料承載部分 • 再往下交由ATM層將表頭的資料加上去組合成53Bytes的訊框 • 藉由TC與PDM層將整個訊框傳遞出去

42. 4-4-2 ATM參考模式 • ATM網路的資料傳遞

43. 4-5-1　網際網路服務 • 電子佈告欄系統（BBS） • 全球資訊網（WWW） • 檔案傳輸協定（FTP） • 資訊服務系統（Gopher） • 遠端登入系統（Telnet） • 檔案查詢服務系統（Archie） • 電子郵件（E-Mail） • 資料庫系統（Data Base） • 網路論壇（NetNews） • 多人交談系統（Internet Relay Chat；IRC）

44. 4-5-2　台灣學術網路（TANet） • 國家骨幹網路 對內是連結各區域網路的網路中心，對外則連結國際網路 • 地區性網路 在每個縣市裡設置教育資訊網路 • 校園網路 教育單位或行政單位所組成的區域網路

45. 4-5-3 中華電信網路（HiNet）

46. 4-5-3 中華電信網路（HiNet）

47. 4-5-4資訊工業策進會（SEEDNet） SEEDNet國內網路骨幹圖

48. 4-5-4資訊工業策進會（SEEDNet） SEEDNet聯外網路骨幹圖

49. 4-6-1　無線區域網路簡介 • 無線網路 • 透過無線電波或光傳導(例如：雷射、紅外線)等無線傳輸媒介進行資訊存取之網路架構 • 包括無線電腦傳輸網路及行動通訊網路 • 無線區域網路 • 利用射頻(Radio Frequency；RF)技術取代傳統佈線之區域網路 • 讓使用者可以透過無線的方式存取電腦設備 • 除了具可移動性外，更為區域網路架設提供了更大之彈性

50. 4-6-1　無線區域網路簡介 • 無線區域網路之特性