Transcript 第一章 網路基本介紹 - 歡迎光臨，國立臺北

網際網路與計算機網路簡介
Instructor
許明宗
前言
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網際網路（Internet）是什麼？
為何我們需要 Internet？
我們在什麼時候需要 Internet ？
Internet 要在什麼地方運作？
Internet 是如何運作的？
是 Internet 改變了我們的生活，還是我
們改變了 Internet 的發展方式？
認識網際網路
大綱
Internet 的發展簡史
 Internet 的通訊協定
 Internet 的通訊位址
 Internet 的世界

inter-表示“相互之間”的意思
net則是“網路” (network) 的意
思
Internet 的發展簡史

ARPANET
 1969年美國國防部（DoD，Department of Defense）所資助的
一套實驗性質的分封（packet-switched） 網路系統
 1980年分成APARNET（研究用）及MILNET（軍事用）

學術用途
 1970年USENET、1980年CSNET及BITNET

NSFNET（National Science Foundation Network)
 1986年，美國國家科學基金會
 取代ARPANET成為連結網路的主要網路
Internet 的發展簡史

台灣提供 Internet 服務的三大網路
 台灣學術網路（Taiwan Academic Network，
TANET）：學術研究用途
 資策會的種子網路（SEEDNet）：為提升台灣
Internet 使用環境，鼓勵人們使用 Internet

如今已商業化，成為數位聯合公司所擁有
 中華電信數據所的HiNet：以商業導向的網路系統
Internet 的通訊協定


通訊協定（Communication Protocol）讓不同的機器間
能夠彼此溝通
Internet 上的通訊協定架構
 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
將網路的功能分為四（或五）個層級
 是實際的應用通訊協定標準
 ISO 的 OSI 參考模型
 將網路的功能分為七個不同的層級
 是理論的通訊協定標準
 其它

A. TCP/IP架構
應用層
telnet
ftp
應用層
telnet
ftp
傳輸層
TCP UDP
傳輸層
TCP UDP
網際網路層
IP
網際網路層
IP
網路存取層
網路存取層
實體層
路由器
實體層
IP
網路甲
Network
Access
Physical
網路乙
B. ISO開放系統連結七層參考模式

International Standard Organization（ISO）提出的開放
系統連結（Open Systems Interconnection，OSI）參考
模式（Reference Model）把網路依功能不同分成下列
七層
 實體層（Physical Layer）
 資料鏈結層(Data Link Layer)
 網路層(Network Layer)
 傳輸層(Transport Layer)
 會議層(Session Layer)
 呈現層（Presentation Layer）
 應用層(Application Layer)
OSI 參考模式 (cont’d)
C. 其他常見的通訊協定





簡易郵件傳輸協定（ Simple Mail Transfer Protocol ，
SMTP）：用來傳送電子郵件
郵局協定（ Post Office Protocol ，POP）：用來接收用
電子郵件
超文件傳輸協定（Hyper Text Transfer Protocol，
HTTP）：用來傳輸 HTML（Hyper Text Markup
Language）資料
網際網路控制訊息協定（ Internet Control Message
Protocol，ICMP）：傳遞網路的控制以及錯誤訊息
簡易網路管理協定（ Simple Network Management
Protocol，SNMP）：協助網路管理的協定
常見的通訊協定 (cont’d)

TELNET
 TELNET提供三種基本服務
標準介面
定義遠端系統與終端機的標準介面
 標準選項
提供標準選項，用戶端能選擇與伺服端溝通的機制
 平等機制
允許任何程式成為用戶端，建立連線登錄遠端系統

常見的通訊協定 (cont’d)

TELNET 協定傳輸機制
常見的通訊協定 (cont’d)

FTP ( File Transfer Protocol ) 檔案傳輸協定
 提供點對點間可靠的檔案傳輸服務
 FTP三個重要功能
交互存取
允許使用者與伺服器通訊
 格式設定
允許使用設定資料的儲存型態與格式
 登錄者身份認證
不合法之使用者無法登錄伺服器

常見的通訊協定 (cont’d)

SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol )簡單郵件傳輸協定
 定義郵件伺服器間傳送郵件的訊息格式
 透過郵局協定 POP ( Post Office Protocol ) 擷取郵件
 SMTP、POP3郵件傳送
D. IP 位址及定址

網路位址分五類:
IP 位址及定址 (cont’d)

網路定址原理
 IP包含兩部分:

網路位元( Network bits )：辨識IP位址之所屬網路系
統

主機位元( Host bits ) ：辨識IP位址在該網路系統中之所
屬電腦主機
E. 領域名稱系統

Internet上的機器編號
 IP Address：192.192.35.28

IP Address不易記憶
 Name Address：www.ntpu.edu.tw

領域名稱系統 （DNS，Domain Name System）
 可用來將 name address 轉換成 IP address
Internet 的世界
Internet 的傳統三大基本功能
 Internet上常用的網路工具
 Internet 的另類話題

Internet 的傳統三大基本功能

訊息的傳遞
 例如：電子郵件，透過網路傳輸將信件送給收信的人們
 好處





符合環保標準
非常便捷可靠
絕對經濟實惠
電腦歸檔容易
遠端連線 (Remote Login)
 例如：terminal service
 可以使用網路上其它機器的程式或應用軟體
Internet 的傳統三大基本功能

檔案傳輸與分享：將檔案從某部電腦送到另一
部電腦
 例如 ftp (file transfer program) 來完成
其通訊協定為 FTP (File Transfer Protocol)
 ftp server

Internet上常用的網路工具

Ping 可以瞭解是否可連線至某台電腦以及網路壅塞情
形
 在WINDOWS系統下執行「ping」的結果
ping www.ntpu.edu.tw
time越大表示網路連線壅塞情形越嚴重，若網路不通則會出
現”Request time out”的訊息
Internet上常用的網路工具

Tracert 可以量測連線至某台電腦所需的時間以及其間
經過哪些網路點並找出網路的瓶頸
 執行
tracert www.kimo.com.tw
（＊表示因網路壅塞而 time out）。
Internet 的另類話題


Messenger 以及VoIP：可透過網路與世界各地正在使用
電腦的人聊天
電子佈告欄 （BBS, Bulletin Board System）
 Internet 上一種環保看板

全球資訊網 (WWW，World Wide Web) ：提供了圖文
聲色並茂的世界

Intranet
 一般用來稱呼企業公司的網路系統

Extranet
 一般用來稱呼企業與企業間的網路系統
認識計算機網路
何謂計算機網路
•簡單的定義
可以相互傳遞資訊、分享資源的電腦網狀
結構
簡單的網路架構[分享印表機資源]
計算機網路的分類－以規模分類
• 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
提供電腦間快速、短距離的資料通訊
• 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
提供長距離的通訊、傳輸速率比較慢
計算機網路的分類－以規模分類
(cont’d)
區域網路、都會網路及廣域網路之規模示意圖
計算機網路的分類－以網路拓樸
分類
• 網路拓樸
在網路系統環境中，電腦之間彼此相連的結構
–
–
–
–
–
匯流排拓樸 ( Bus Topology )
星狀拓樸 ( Star Topology )
環狀拓樸 ( Ring Topology )
樹狀拓樸 ( Tree Topology )
網狀拓樸 ( Mesh Topology )
匯流排拓樸 ( Bus Topology )
• 網路中各節點是網路設備連接到一條共用之線路，
訊息的傳送沿著匯流排傳送，與主匯流排連接的網
路節點皆可接收訊息
星狀拓樸 ( Star Topology )
• 透過一個中央控制節點與其他節點連接，除了中央
控制節點以外之其他節點間並不直接相連
環狀拓樸 ( Ring Topology )
• 網路節點相互連接形成一個環，傳送的訊息
會在環上進行傳送
樹狀拓樸 ( Tree Topology )
• 樹狀網路中之各節點連接形成樹狀結構，任兩個節
點間僅存在一條傳輸路徑
網狀拓樸 ( Mesh Topology )
• 完全連結網路拓樸 ( Full Connected Mesh
Topology )：網路中的各節點均與系統中之其他
所有節點存在直接相連的路徑
網狀拓樸 ( Mesh Topology )
(cont’d)
• 部份連結網路拓樸 ( Partially Connected Mesh
Topology )：網路架構中並非所有節點間均存在
直接相連的路徑，訊息的傳送可能需要經過其
他節點才能到達目的地節點
計算機網路的分類－以電腦角色
分類
•電腦角色
–用戶端 (client)
單純使用網路上的資源，本身並不提供資源與其
他人分享
–對等端 (peer)
不只使用網路上的資源，也開放本身的資源與他
人分享
–伺服端 (server)
在網路上扮演提供資源的角色
以電腦角色分類 (cont’d)
• 主從式架構 ( Client - Server )
類似網路拓樸中之星狀拓樸結構，由伺服端擔任中
央控制節點，可提供網路安全與網路管理機制
– 主網域控制器 (PDC;Primary Domain Controller)
負責網域內的資訊存取安全與用戶端登錄的授權
– 備份網域控制器(BDC;Backup Domain Controller)
在主網域控制器忙碌或故障時，輔助完成主網域
控制器所需完成的工作
以電腦角色分類 (cont’d)
• 主從式架構 ( Client - Server )
主從式網路架構
以電腦角色分類 (cont’d)
• 對等式架構 ( Peer-to-Peer )
對等式網路中沒有主要的伺服器，而是由對等
端以群組的方式組成，對等端之間能彼此分享
資源
–網路連線架構簡單，成本低
–使用者可以自行控制管理共享的資源
–資源分享的過程會增加資源提供者電腦的負荷量
–適用於小型網路系統
以電腦角色分類 (cont’d)
• 混合式架構 ( Hybrid )
– 包含主從式網域及對等式群組
– 大部份的共享資源由伺服端提供及管理
– 使用者能管理在本機上之共享資源，也能存
取群組中開放使用的的共享資源
以電腦角色分類 (cont’d)
• 混合式架構 ( Hybrid )
混合式網路架構
網路傳輸媒介
•網路傳輸媒介的分類
–有線傳輸
–無線傳輸
•有線傳輸
–雙絞線
–同軸電纜
–光纖
•無線傳輸
–RF
傳輸媒介－RJ45以及BNC 接頭
傳輸媒介－網路卡以及線
網路設備－中繼器
• 中繼器（Repeater）
當雙絞線或同軸電纜在傳送電子訊號時，會有訊號
衰減的問題，因此當訊號想要傳送到遠方時必須要有
一個訊號加強器中繼器。中繼器在訊號衰減到一
定程度之前將訊號加強傳送出去。
中繼器使用情形
網路設備－橋接器
• 橋接器（Bridge）
–使用軟體計算方式，將屬於同一個碰撞區域
的網路切割成較小型的（碰撞區域）網路
– 常用在乙太網路
– 處理OSI架構中第一層與第二層，具有中繼
器以及集線器的部份功能
網路設備－橋接器
橋接器使用情形
網路設備－集線器
• 集線器（Hub）
–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
網路設備－交換器
• 交換器（Switch）
–結合集線器和橋接器的優點
–有許多資料傳輸埠（Port），讓每台電腦都可與
交換器連線
– 常用在星狀網路架構中
–使用硬體（ASIC）的方式，將屬於同一個碰撞區域
的網路切割成較小型的（碰撞區域）網路
網路設備－路由器
• 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定
– 可讓不同的網路架構相連接在一起
網路設備－路由器
路由器使用情形
連線與傳輸
• 電腦的連線主要有三種方式
– 專屬(dedicated)
建立公司內部電腦間的固定連線
– 租用專線(leased / private)
向電話公司租用傳輸線，建立電腦的連線
– 撥接(switched / dial-up)
透過電話撥接與電話公司連線，再經由電話公司
與其他電 腦連線
連線與傳輸
訊號衰減
傳輸訊號：類比、數位
•類比訊號
連續變化的電磁波，可透過多種傳輸媒介進行
傳送
傳輸訊號：類比、數位
•數位訊號
不連續的電壓脈波，主要是以不同的電位狀態
來表示
傳輸訊號：類比、數位
•電腦通訊過程
– 電腦發出二進位的數位訊號
– 傳輸媒介傳送的訊號為類比訊號
– 必須透過「數據機」將數位訊號轉換成類比訊號
傳輸訊號：類比、數位
• 類比訊號和數位訊號的比較
雜訊影響干擾程度
能量衰減程度
傳輸設備
使用訊號加強器
其他
類比訊號
數位訊號
較高
較低
較昂貴
加強訊號的同時可能因
加強雜訊導致訊號失真
可利用多工(multiplex)技
術增加傳輸的頻寬
較低
較高
較便宜
加強訊號可克服訊
號衰減
無線通訊與網路應用
大綱
行動通訊網路
 無線區域網路
 個人無線網路
 未來的世界

計算機概論
行動通訊

行動通訊的目標
 達成不管在任何時間、任何地點、皆可與任何人通
訊的終極目標（“To communicate with anyone at
anytime and anywhere.”）
計算機概論
常見的行動通訊系統
蜂巢式（Cellular）行動電話系統
 低階(Low-Tier)行動電話
 衛星(Satellite)通訊
 無線用戶回路（Wireless Local Loop）

計算機概論
A. 蜂巢式（Cellular）行動電話系統.

GSM
 全名為Global Systems for Mobile Communications，
是歐洲電信標準協會（ETSI，European
Telecommunications Standard Institute）制訂的數位
(Digital)蜂巢式（Cellular）行動電話系統，

AMPS（Advanced Mobile Phone System）
 早期我們所用的電話號碼090開頭的大哥大
 美規的行動通訊系統
計算機概論
B. 低階(Low-Tier)行動電話
日本的PHS（Personal Handheld System）系統
 歐洲的DECT（Digital European Cordless
Telephone）系統
 美國的PACS (Personal Access Communication
System)系統

計算機概論
行動電話公司

自1997年以來政府推動電信自由化，開放行動
通訊業務以後，多家行動電話公司迅速崛起，
計有
 中華電信公司擁有頻率900Mhz及1800Mhz全區雙頻
外
 遠傳（北區900Mhz及全區1800Mhz）
 台灣大哥大（全區1800Mhz）
 東榮（中、南區1800Mhz）已被和信併購
 和信（北區1800Mhz），併購東榮後成為第三家擁
有全區1800Mhz的行動電信公司
 東信（中區900Mhz）
 泛亞 (南區900Mhz)等行動電信公司。
計算機概論
GSM

SIM（Subscriber Identity Module）卡
 記錄個人資料的IC記憶卡，

基地台(Base Station)
 負責無線傳輸，每個基地台所涵蓋的範圍稱為細胞
（Cell），整個系統由多個基地台所構成，因此也
就稱為蜂巢式行動電話了

行動交換機（MSC，Mobile Switching Center）
 負責與公共交換電話網路（PSTN，Public Switched
Telephone Network）互連並需查詢位置資料庫以尋
找手機位置
計算機概論
GSM 架構圖
V LR
PSTN
M SC
HLR
RA2
Base Station
RA1
V LR
M SC
Base Station
RA1
Base Station
Base Station
Base Station
Base Station
Signal
Trunk
Base Station
Base Station
HLR: Home Location Register
VLR: Visitor Location Register
PSTN: Public Switched Telephone Network
計算機概論
RA: Registration Area
MSC: Mobile Switching Center
RA2
GSM行動管理(Mobility Management)

行動管理負責管理位置資料庫
 HLR（Home Location Register）永遠有手機最新的
位置
 VLR（Visitor Location Register）僅記載當時逗留手
機的資料

「交遞」（Handover或Handoff）。
 如通話中手機跨出了原基地台電波所能涵蓋範圍時，
行動管理系統必須在不中斷原通訊的情形下進行基
地台變換的動作
計算機概論
GPRS

GPRS (General Packet Radio Service)
 提供無線數據傳輸，為跨入第三代行動通訊的墊腳
石。
 是個以IP為基礎的網路，作為傳送封包的骨幹，採
用分封交換(Packet Switched)技術
 可以使用者傳輸的資料量計價，適合網際網路數據
傳輸
 提供了四種不同的通道速度，最高傳輸速率理論上
高達每秒171.2Kbps，可提供視訊和多媒體方面的新
型服務。
計算機概論
Wireless Application Protocol
 Ericsson、Motolora、Nokia及Unwired Planet等行動通訊業者在
1997年6月共同創立了無線應用協定論壇（WAP forum）
http://www.wapforum.org。
 WAP主要是設計來提供GSM手機簡易的全球資訊網（WWW）
存取，以提供未來無線網路的加值服務（Value Added
Service），這項協定已經成為手機及無線設備的標準化規格。
 無線網路限制如低頻寬（Less Bandwidth）以及傳輸可靠性較
差（Less Reliability），而無線手機更因螢幕小、記憶體空間
有限以及電池耗電的問題，
計算機概論
WAP

WML(Wireless Markup Language)
 由於受限於手機螢幕大小及頻寬的不足，WAP協定必須先將
網站上的內容予以簡化，以新的語言(WML)來描述。

WAP入口網站
 YesMobile (http://www.yesmobile.com.tw)強調創新服務，提供
個人及企業最具價值的資訊與商業服務
 「行動資訊服務」
 「個人化行動服務」
 「行動電子商務」三大類功能，

透過WAP手機存取無線網際網路，在未來將是一項重
要的無線資訊加值服務。
計算機概論
無線區域網路(Wireless LAN)

IEEE802.11無線區域網路
 使用的無線電波頻率為2.4Ghz的工程科學醫療頻道
（ISM，Industrial Scientific Medical Bands)
 傳輸速率為每秒1-2Mbps
 有效傳輸距離小於100公尺，
 採用「媒體偵測多重存取/衝突避免」（CSMA/CA，
Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance）的媒體存取協定（Media Access Control）
來傳輸資料，

IEEE802.11b無線區域網路
 最高速無線傳輸速率可高達11Mbps。
計算機概論
行動電腦
圖4. 6 配備PCMCIA無線網路卡的筆記型電腦
計算機概論
圖4.7 配備ISA無線網路卡的桌上型電腦
無線區域網路
Internet
無線橋接器
計算機概論
無線區域網路應用

優點
實際應用環境
 機動性高
 小型辦公室或家用
 不需佈線
（SOHO，Small Office
Home Office）網路
 兩棟大樓間可使用定向天
線連接，取代租金昂貴的
T1專線
 零售業
 倉儲業
 傳輸業
 製造業
 擴充性高


缺點
 價格通常比一般區域網路
高
 傳輸速率較低
 安全性也較差
計算機概論
個人無線網路---藍芽（Bluetooth）

易利信（Ericsson）公司於1998年初聯合Intel、Nokia、
Toshiba及IBM等廠商所共同制訂新一代的無線通訊標
準。

藍芽是一種短距離語音與資料傳輸的無線通訊技術，

具有耗電量低，並且使用2.4Ghz這個無需授權的ISM頻
道。

藍芽晶片將安裝在各種資訊家電（IA，Information
Appliance）中
計算機概論
Bluetooth的應用

取代纜線（Cable Replacement）
 取代纜線是要提供所有的行動
裝置的無線傳輸功能

個人無線網路（Personal Ad-hoc
Networks）
 提供網路通訊環境，方便分享
網路內之電腦資源。

網路存取裝置（Data/Voice
Access Point）。
 讓使用者以無線方式透過
Internet存取網路資源。
計算機概論
0101110000010111010000001111111
010111000
00
Internet
未來的世界
無線網路將使處處皆可成為行動辦公室
（Mobile Office），而人人皆有機會成為行動
工作者（Mobile Worker）
 後PC時代裡，資訊家電將取代個人電腦而成為
主流，而成功與否的的重要因素即是無線網路，
「相信科技始終來自於人性」，未來世界指日
可待，無線網路許我們一個未來吧！

計算機概論