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單元六 網路觀念 Concept of Network

單元六 網路觀念 Concept of Network. 什麼是網路?. 所謂『網路』就是一個工作點和另一個工作點之間,利用網路線透過網路卡將其連接起來,即形成所謂的網路( Network)。 在這二個工作點間,我們可以作資料的互相交流,以及使用對方的軟硬體資源等等。. 網路之定義. 『網路』是將所有的工作點( NODE) 組織集合起來。

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單元六 網路觀念 Concept of Network

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Presentation Transcript


  1. 單元六 網路觀念Concept of Network

  2. 什麼是網路? • 所謂『網路』就是一個工作點和另一個工作點之間,利用網路線透過網路卡將其連接起來,即形成所謂的網路(Network)。 • 在這二個工作點間,我們可以作資料的互相交流,以及使用對方的軟硬體資源等等。

  3. 網路之定義 • 『網路』是將所有的工作點(NODE)組織集合起來。 • 這些工作點包含有個人電腦、印表機、終端機、工作站或是更大型的電腦主機等等,其間的連接則是透過網路卡,利用各種不同材質的網路線(Communication Line)來作傳輸媒介,且依著不同的佈線方式(Topology)將其串接起來而形成。

  4. 網路之定義(續)

  5. 網路之定義(續) • 資料(Data)在網路上面的傳輸,則是根據不同的通訊協定(Protocol)標準,依著協定規則將資料切成不同格式的封包(Packet),再依著分封交換(Packet-Switching)(Stored and Forward)的方式或是其它方式來完成。

  6. 建置網路之目的 • 早期的電腦都是獨立運作,後來為了方便於資料的交換及訊息的傳遞,便將電腦互相連接起來,就形成了電腦網路。 • 電腦網路就好像是連接各地的道路一般,所不同的是道路上流通的是車輛,而在電腦網路上流通的則是各種形式的資料。

  7. 電腦網路之功用 • 軟體資源共享 • 將軟體資源集中管理、共同使用,以減少軟體的重覆購買以及資料的重覆建立等等。 • 硬體設備共用 • 透過網路可以多人使用一部印表機、光碟機等等,省去個別裝設的投資浪費。 • 快速的資訊傳遞 • 透過網路,可以快速的收發資料、互通訊息。

  8. 網路的組成 基本上電腦網路的組成可以分成下面幾部分: • 網路的通訊裝置(Data Communication Equipment ,縮寫成 DCE) • 如集線器、 橋接器、交換器等。 • 傳輸媒體 • 如實體之雙絞線、電纜線、光纖纜線等,以及微波等。 • 網路上的終端裝置(Data Terminal Equipment ,縮寫成 DTE) • 檔案伺服器、網路印表機、電腦工作站等。 網路上各個終端裝置間的資訊交流, 就是透過網路通訊裝置與傳輸媒體的傳送來達成

  9. 電腦網路類型 電腦網路依傳輸距離之遠近,可以區分為區域網路、都會網路和廣域網路。 • 區域網路(Local Area Networks,簡稱LAN) • 區域網路通常指涵蓋範圍在5公里之內的網路,例如在辦公室,大樓或是校園內的網路。 • 都會網路(Metropolitan Area Networks,簡稱MAN) • 大都會網路通常指涵蓋範圍在50公里之內的網路,如在一個或數個都市內的網路,這些都會網路所提供的網路互聯,使得都會範圍區內的公司的可快速、簡單而又經濟的共用資料。

  10. 電腦網路類型(續) • 廣域網路(Wide Area Networks,簡稱WAN) • 可以是不同城市、全國性,甚至跨國性、世界性的網路。例如,有線電視業者佈建的網路、網際網路等。 所涵蓋的範圍: WAN > MAN > LAN

  11. 台灣網路現況 • 台灣網路架構:參考http://map.twnic.net.tw

  12. 台灣學術網路架構圖

  13. TWAREN 網路架構 • TWAREN:台灣高品質學術研究網路 STM-64:約10G STM-16:約2.5G

  14. Hinet網路資源(二)

  15. Hinet網路資源(一) http://www.hinet.net/footer_aboutus.htm#g

  16. 電腦網路類型(續)

  17. 電腦網路類型(續)

  18. 認識網際網路 • Internet,是目前世界上最大的電腦網路。 • 前身是由美國先進專案研究署(ARPA),所建立的ARPAnet 網路,目的是將分散四處的美軍網路結合起來,共享軍事資訊,並在研究的過程中,發展出 TCP/IP 通訊協定。後期則由美國國家科學基金會(NSF) 繼續研究與開發,將 ARPAnet 發展成 Internet 新的主幹。 • Internet 是將遍佈全球的各種網路系統、主機系統通過(TCP/IP通訊協定聯接在一起,所組成的世界性電腦網路系統。

  19. 資料通訊 • 資料通訊主要是指資料的溝通,尤其是電腦和電腦之間。 • 談到通訊就得先知道通訊協定(Protocol),所謂的通訊協定就是指溝通的雙方(或以上)彼此之間互相了解並約定成俗的談話“語言”。 • 資料的通訊也必須說同一個或彼此認識的語言,亦即相同的通訊協定,才能達到通訊的目的。 • 通訊協定通常以軟體來完成。

  20. 通訊協定(protocol) • 不同廠牌的電腦要互通檔案或資訊,除了需要靠通信網路之外,尚必需使用共通的語言,始能彼此互通並相互運作。 • 所謂共通的語言即是大家共同約定的協定(Protocol),簡言之,即是用以規範特定的資料傳輸格式、序列及偵錯的一組標準化規則。 • 例如:Internet的網路協定為TCP/IP,Novell的網路協定為IPX。

  21. 通訊協定(protocol)(續) • 通訊協定是電腦協會所制定的標準,用來說明傳送的資料如何層級化,如何來包裝這些資料。不同資料包裝的層級,描述了在傳送資料到不同的網路與通訊媒介時,所需要的軟硬體設備。

  22. 網路的標準和組織 • 美國國家標準協會(American National Standards Institute ;簡稱 ANSI) • 美國一個釐定標準的組織,其任務為協調及推動各種國家性標準釐定的程序,使各種國家標準趨於完備。 • 國際電話電報咨詢協會(Consultative Committee for International Telephone and Telegraphy ;簡稱 CCITT) • 最著名的是在制定通訊方面的標準,如X.25、V.32bis 、V.35等V標準系列及X.400等X標準系列。

  23. 網路的標準和組織(續) • 國際通訊組織(International Telecommunication Unit ;簡稱 ITU) • 這個組織的前身即為CCITT。 • 電子工業協會( Electronic Industries Association ;簡稱EIA) • 主要在制定電子方面的標準,最著名的是RS-232 。 • 美國電子電機工程師協會(Insitute of Electrical and Electronic Engineers ;簡稱IEEE) • 主要在制定電腦與通訊方面的標準,最著名的是802小組所制定和區域網路相關的標準。

  24. 網路的標準和組織(續) • 國際標準組織(Internet Standard Organization ;簡稱 ISO) • 提出 OSI(Open Systems Interconnection)參考模式 (Reference Model)以層次(Layer)觀念為主,將網路架構分為七個層次,每個層次都有各自負責的功能,而且各個層次息息相關,互相提供服務,環環相扣。

  25. OSI(開放系統連接參考模式)

  26. 系統甲 系統乙 同輩處理應用層協定 第七層 應用層 應用層 OSI參考模式 第六層 陳述層協定 陳述層 陳述層 交談層協定 第五層 交談層 交談層 第四層 傳輸層 傳輸層協定 傳輸層 網路層 第三層 網路層協定 網路層 層間介面 第二層 資料連結層 網路層 資料連結層 網路層 資料連結層協定 實體層協定 實體層 第一層 實體層 實體介質

  27. 通訊協定的特性

  28. 應用層 WWW、E-MAIL、DNS… 傳輸層 穩定傳輸、流量控制 網路層 定址、路由、IP 鏈結層 連線、網卡、區域網路 實體層 有線、無線 網際網路的五層架構

  29. WWW HTTP FTP Mail SMTP DNS TCP/UDP 層 (負責驗證資料格式、確保資料傳輸的狀態) IP 層(負責決定資料傳送的路徑與遞送資料) 實體層 –電子訊號 (包括網路線、網路設備、網路卡)

  30. IP 協定 • Internet Protocol 的縮寫 • 位於 OSI 第三層的網路層 • 網際網路上的IP 位址如同我們的住址 • 有非連結性 (Connectionless) • 提供定址與路由功能 • 把資料轉成資料元 (Datagram) 後送出

  31. IP 表頭 IP 表頭約 20 個位元組

  32. IP 與 OSI 參考模型的關係

  33. IP 運作 • 資料是被拆成許多小塊 IP 資料元後送收 • 封裝與解封裝 • 分封交換 • 分層負責 • 與路由配合

  34. 資料被拆成一塊塊後送出

  35. IP 位址 • 網際網路定址的唯一方式 • 共32 個位元, 必須唯一,不能與別人相衝突 • 它由網段位址與主機位址組成 • 來源 IP 為發送端 IP ,目的 IP 為接收端 IP • 有五種 (A-E) 等級 (Class),適用於不同的網路

  36. IP 位址 (續) • 為了方便記憶與朗讀, 常把它轉成十進制小數點表示, 或用網址來表示

  37. 網段位址、 主機位址與路由器的關係

  38. (7bit) IP 等級 (IP Class)

  39. 五種類別的 IP 位址 (16-2) (8-1) (24-3) 24 16 8

  40. 五種類別的 IP 位址 Class A 網路:32-bit IP位址以0為開頭,並以前8位元表示A 級網路位址 (Network ID),其餘 24位元表示主機位址 (Host ID)。也就是說Class A等級所使用的 IP 範圍在0.0.0.0〜127.255.255.255(Netmask 255.0.0.0),實際使用的範圍是 1.0.0.0〜126.255.255.255(0.0.0.0為 default route,127.0.0.1為 loopback address,被保留使用)。 Class B 網路:32-bit IP 位址以 10 為開頭,並以前 16 位元表示 B 級網路位址,其餘 16 位元表示主機位址。也就是說 Class B 等級所使用的 IP 範圍在 128.0.0.0〜191.255.255.255(Netmask 255.255.0.0)。 Class C 網路:32-bit IP 位址以 110 為開頭,並以前 24 位元表示 C 級網路位址,其餘 8 位元表示主機位址。也就是說 Class C 等級所使用的 IP 範圍在 192.0.0.0〜223.255.255.255(Netmask 255.255..255.0)。

  41. 五種類別的 IP 位址 Class D 網路:32-bit IP 位址以 1110 為開頭,保留給 Multicast 使用,因此不配發。也就是說 Class D 等級所使用的IP範圍在224.0.0.0〜239.255.255.255。 Class E 網路:32-bit IP 位址以 1111 為開頭,保留給 Multicast 使用,因此不配發。也就是說 Class E 等級所使用的 IP 範圍在 240.0.0.0〜255.255.255.254(255.255.255.255有特殊用途,被保留使用)。

  42. 五種類別的 IP 位址 • 根據 RFC-1618 文件的制定,在 A、B、C 三個等級的網路中,特別保留一些特定的 IP 網域給私人虛擬網路使用,包括如下: • Class A 網路有 10.0.0.0 • Class B 網路有 172.16.0.0〜172.31.0.0 • Class C 網路有 192.168.0.0〜192.168.255.0 另外,每一個網路的第一個位址與最後一個位址各代表網路本身與廣播位址,任一C 級網路例如:192.1.1.0其實只有 254 個位址可供個別主機用,因為 192.1.1.0 代表整個網路,而 192.1.1.255 則是廣播位址。同理,任一B級網路其實只有 65534 個主機位址,而非 65536 個。

  43. IP 設定實例 • IP 位址 • 子網路遮罩 • 路由器 • 領域名稱伺服器(DNS)

  44. TCP/IP相關觀念(一) • IP:32位元的位址,相當於Internet上的電話號碼 • 由四組0到255的十進位數字組成,例:163.15.153.78 • 原則上一片網路卡會擁有一個IP address,通常一台電腦只會有一片網路卡,所以一台電腦一個IP address • Ports:用來指定特定伺服器內之應用程式之用 • 港口與幾號碼頭的例子 • ftp 21 、ssh 22、 telnet 23 、mail 25、pop3 110、www 80

  45. TCP/IP相關觀念(二) • subnetmask(netmask):32位元的位址遮罩,用來克服網路安排或組織上的問題 • 例如:255.255.255.0 255.255.255.192 • 對應於遮罩位元為0的IP位元,就被當成subnet位址,對應於遮罩位元為1的IP位元,就被當成網路位址。 • 通常電腦會透過netmask來分辨IP address,網路內的就直接送到對應的位置去,網路之外的就送到Router或Gateway去轉送出去。 • DHCP、BOOTP:由伺服器自動發給IP等網路設定,Client端應設定為「自動取得IP」。

  46. TCP/IP相關觀念(三) IP Address NetMask Description 128.66.12.1 255.255.255.0 128.66.12.0-255 256台 1=00000001 0=00000000 mask=xxxxxx 130.97.16.132 255.255.255.192 130.97.16.128-191 64台 132= 10000100 192 = 11000000 mask=10xxxxxx 210.202.191.195 255.255.255.240 210.202.191.192-207 16台 195=11000011 240=11110000 mask=1100xxxx 18.20.16.91 255.255.0.0 18.20.xx.xx 65536台 61.134.176.29 255.255.255.248 61.134.176.24-31 8台 29=00011101 248=11111000 mask=00011xxx

  47. 網址是主機名+ 網域名 • 由於十進制的 IP 位址不好記憶, 我們常用「網址」 來代表一個 IP 位址,而網址內的「網域」有以下類別

  48. DNS相關觀念(一) • Domain Name(正查、反查) • 用來幫助記憶之用(有如手機的電話簿功能) • Domain Name Server (DNS)用來做Domain Name與IP查詢,並回應外界對所管轄網路機器的名稱查詢。 • 由Domain name查IP稱為正查,由IP查Domain name稱為反查 • 例:www.kmu.edu.tw bcc.gec.kmu.edu.tw • 可以在UNIX與Windows NT底下用nslookup 名稱 來查對應的IP,用 nslookup IP來查對應的名稱。

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