Transcript 網路原理 技術與架構 、 國立臺灣大學生物產業機電工程學系

網路原理、技術與架構
國立臺灣大學生物產業機電工程學系
林 達 德
課程大綱
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


網路基本原理與概念
網路設備介紹
資料通訊
電子資料交換(EDI)
加值網路(VAN)
網路基本原理與概念
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





網路通訊的概念
網路通訊的構成
網路的定義
區域網路與廣域網路
網路拓樸
網路型態
網路的發展概況
網路通訊的概念
通信的主要目的在於將
資料從某端傳送到另一端，
達到訊息的交流。從人與人
之間的對話到電腦與電腦系
統間資料的傳送，乃至於無
線廣播或衛星都是通信之型
式。
網路通訊的概念

電腦網路之目標
資源共享
提供使用電腦之高可靠度
經濟性
平衡網路上電腦之工作負荷
促進資訊流通
網路通訊的構成

硬體
電腦
網路介面卡或數據機
線路

軟體
網路
作業系統
客戶端軟體
網路的定義
將相關的資訊設備如個人電腦、大型主
機、伺服器、印表機、網路設備等，經由有
線或無線的方式整合資源以達到共享與資訊
流通目的者稱為網路。
區域網路與廣域網路
Local Area Network, LAN區域網路
LAN是Local Area
Network的縮寫，
意思是在一個特定
區域的網路的意思，
像在辦公室中或在
一所學校裡所架設
的網路，就可以算
是LAN的一種。
總經理電腦
資料庫伺服器
行銷部電腦
人事部電腦
區域網路與廣域網路
Wide Area Network, WAN廣域網路
廣義的廣域網
路 (WAN) 是 由 各
地的區域網路
(LAN)、 個 體 用
戶透過各式線
路交織而成的
大規模網路
網路拓樸(Network Topology)
網路拓樸就是網路中電腦彼此連接
方式，一般可分為以下幾種型態：
星狀網路
匯流排網路
環狀網路
網狀網路
混合型網路
網路拓樸(Network Topology)
特點
架構簡易
可靠度高
易於維護
目前使用廣泛
常用集線器連接
星狀網路 Star Network
網路拓樸(Network Topology)
特點
透過權杖Token
傳遞電腦之網路工
作權
IEEE 802.4
Token Bus
IEEE 802.5
Token Ring
環狀網路 Ring Network
網路拓樸(Network Topology)
特點
透過同軸電纜線
串聯
可靠性較差
斷線影響整個網
路
匯流排網路 Bus Network
網路拓樸(Network Topology)
網狀網路 Mesh Network
網路拓樸(Network Topology)
網路設備
網路型態
網際網路(Internet)
 企業內部網路(Intranet)
 商際網路(Extranet)

網路型態
網際網路(Internet)
網際網路(Internet)是由各種不
同網路連接起來的網路。讓各種不
同網路連接起來並提供一致性的網
路聚合體(metanetwork)服務，是網
際網路最重要的任務，為達此目的
，網際網路定義了傳輸控制通訊協
定(Transmission Control Protocol)
及網際網路通訊協定(Internet
Protocol)。透過定義IP架在不同網
路上的介面，各種網路不管是區域
網路或是廣域網路，主要透過與IP
的介面都可成為網際網路的子網路
。因此Internet的實際連線由於其提
供的一致性服務，使用者看到的只
有一個網路。
網路型態
企業內部網路(Intranet)
總公司
Internet
資料庫
工廠
所謂企業內部網路
Intranet指的是一個使用
Internet技術，且應用在企
業內網路系統上者，即為企
業網路；其與網際網路最大
的差異在於Intranet 的使用
者為組織或企業集團內的人
士，有其侷限性，而
Internet 則可供全球人士透
過 TCP/IP 通訊協定進行網
網相連，使用範圍則無限制
。
網路型態
企業內部網路(Intranet)
Intranet建置的目的與資訊內容
公司政策
產品資訊
工作機會
庫存資料
股票資訊
意見溝通
郵件傳遞
公司新聞
市場情報
教育訓練
員工福利
專案管理
人事管理
客戶抱怨
網路型態
企業內部網路(Intranet)
Intranet的目主要功能
電子郵件
資訊管理
網路管理
虛擬團隊
檔案分享
查詢
視訊與語音整合
網路型態
企業內部網路(Intranet)
Intranet的硬體架構
Server
Proxy Server
Web Server
E-mail Server
Database File Server
Newsgroup Server
Domain Name Server (DNS)
Client
通訊設備
線路
網路型態
企業內部網路(Intranet)
Intranet的軟體架構
Server應用程式
Client應用程式
搜尋引擎(Search Engines)
瀏覽器(Browser)
HTML編輯軟體
JAVA
Plug-ins
資料庫軟體
網路型態
商際網路(Extranet)
商際網路(Extranet)是一種以Internet的技術為基底，使用公眾
通訊網路系統的私人性網路架構。企業體應用Intranet使其週圍的
供貨商或上游廠商及配合廠商進行商業資訊的傳遞及分享。
Extranet需要安全性及私密性，這意味著防火牆、封包加密、訊息
確認、數位認證及使用者驗証等安全上管理上之緊密結合。
甲企業
衛星工廠
Internet
乙企業
供料商
網路型態
各型網路之比較
INTERNET
INTRANET EXTRANET
資料存取
公開
私人
半公開
使用者
任何人
企業內人員
企業內人員
或客戶
資源分享
世界各地
企業內為主
企業內或企
業結盟夥伴
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
http://www.find.org.tw/
網路的發展概況
E1:2.048Mbps
T1:1.544Mbps
T2:6.17Mbps
T3:45Mbps
STM1:155Mbps
http://www.edu.tw/
網路的發展概況
網路設備介紹
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網路卡
網路線材
數據機(Modem)
轉換器(Transceiver)
訊號擴大器(Repeater)
集線器(Hub)
橋接器(Bridge)
交換器(Switch)
路由器(Router)
網路卡(NIC)
為網路上的通訊
介面，負責接收傳送
資料封包(Packet)，
按傳輸介面分為Fast
Ethernet（高速乙太
網路，100Mbps），
Ethernet（乙太網路
，10Mbps）卡，或
ATM卡(154Mbps) 等
。按傳輸單位分為
16bit及32bit。
32位元乙太網路卡
32位元 PCI匯流排高速乙太網路卡
網路線材
同軸電纜(Coaxial Cable)
 雙絞線(Twisted-Pair Cable)
 光纖(Optical Fiber)

網路線材
同軸電纜(Coaxial Cable)
同軸電纜因纜線內兩種導體共同一個中心軸而得
名。它利用編織細密的銅網來保護中心的導體免受外
部電流的干擾。同軸電纜又分為兩種，一種稱為細網
路(Thinnet or Cheapernet)線材(RG-58)，一般稱為10
BASE 2 。另一種稱為粗網路 (Thicknet)線材(RG-11)
，一般稱為10 BASE 5 。這裡的2與5分別代表這類線
材可以拉到200及500公尺的距離。
網路線材
雙絞線(Twisted-Pair Cable)
雙絞線俗稱10 BASE
T。由兩根直徑約 1mm
的銅纜線包成螺旋狀互絞
而成的。互絞的目的在於
降低電氣干擾。依照品質
高低10 BASE T右分為
3,4,5,6等級。一般而言這
類線材可從通訊設備(如
HUB)拉到電腦間的距離
為100公尺。雙絞線又分
為遮蔽式(STP)與非遮蔽
(UTP)式兩種。
網路線材
光纖(Optical Fiber)
光纖的線材是屬於非
常細的玻璃纖維，直徑約
為125微米，大於等於頭
髮的粗細。透過光的原理
可以傳輸大量的資料且干
擾較小。光纖又分為多模
態與單模態兩種，傳輸距
離分別為兩公里與二十公
里左右。
多模式光纖短線
數據機(Modem)
數據機又稱調變
解調器。為了能在電
話線上傳送電腦資料
，它提供轉換數位電
腦訊號成 類比訊號、
與類比訊號轉換回數
位電腦訊號的功能。
換言之，在電話線兩
頭若要進行通訊的電
腦，必須同時具備數
據機才能交換資訊。
內部數據機
外部數據機
數據機(Modem)
數據通訊
電話網路
(類比訊號)
MODEM
MODEM
轉換器(Transceiver)
轉換器又稱為介質轉
換器(Media Converter) ，
主要之作用為將不同之傳
輸介質經由此轉換器來達
到連接的目的。
常見的轉換有以下幾種：
1. UTP轉光纖
2. UTP轉RG-58同軸電纜
3. RG-58轉光纖
4. RG-58轉RG-11
100Mbps雙絞線與光纖轉換器
光纖
UTP
HUB
訊號擴大器(Repeater)
訊號擴大器主要作為連接相同網路段以形成更大
的延伸網路。由於網路訊號傳送過程中，因傳輸線電
阻抗致使訊號漸漸衰減。訊號擴大器之功能即為增強
衰減的訊號。訊號擴大器不能連接異質網路，並且只
能用於匯流排網路拓樸。
RG58線材 <185 M
RG58線材 <185 M
REPEATER
集線器(Hub)
在星狀架構的網路裡用來連接設備的一台集
中器或增益器，大致可分為以下幾類：
不具備網管功能的集線器(Dumb Hub)
具備網管功能的集線器(Smart Hub)
可堆疊集線器(Stackable Hub)
智慧型集線器(Intellegent Hub)
8-Port 10BASE-T乙太網路集線器
可管理/堆疊式乙太網路雙速集線器
橋接器(Bridge)
橋接器主要用作連接實體層不同的網路。橋接
器可以同時連接二個以上網路。當橋接器接收到訊
息時，它會判斷此訊息是要傳送到此網路其它的工
作站還是要傳送至其它網路的工作站。橋接器除了
連接二個以上網路以形成更大的網路外，它可以隔
離資料傳輸交通以及網路碰撞頻繁的問題。
LAN A
BRIDGE
LAN B
LAN C
WAN
BRIDGE
LAN D
交換器(Switch)
分為主幹網路交換
器與工作站交換器，具
備交換功能，可以提高
網頻寬，增加同一時間
內傳輸線路所能傳輸的
資料量。主要的技術有
以下兩種：1.儲存轉送
法(store-and-forward)，
2.切割法(cut-through)
高速乙太網路交換器
路由器(Router)
路由器能支援多種通訊協定，將不同協定的系統
連接起來。當路由器接收到傳送進來的資訊，根據資
訊框中之目的地位址以選擇路徑將資訊框傳送出去。
路由器定址軟體比橋接器更複雜，路由器可依網路與
使用者的需要，選擇成本最低，速度最快的最佳路徑。
資料通訊
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通訊基本原理
傳輸模式
傳輸技術
傳輸方式
傳輸媒介
通訊協定
通訊基本原理
通訊的主要目的在於將資料從某端傳送到另一端，
達到訊息的交流。從人與人之間的對話到電腦與電腦
系統間資料的傳送，乃至於無線廣播或衛星都是一種
通訊型式。
通訊的通道可視為是資料從傳送端到接收端所經
過的路徑 。通道的形式很多，如電纜、光纖或大氣層
等均是。影響通道傳輸的因素則包括了訊號頻率、速
度、頻寬與其容量等。
傳輸模式
一個完整的通訊系統包括傳送端、接收端、轉送
資料的介面以及傳送資料的實際通道 (Channel)。傳送
與接收資料的節點稱為資料終端設備 (Data Terminal
Equipment, DTE)，如個人電腦。資料抵達目的地前，
可能需經過一些中間節點負責轉送資料，期使資料能迅
速且正確地送達目的地，這些節點稱為資料交換設備
(Data Switching Equipment, DSE)。DTE要把資料送上
通訊網路時，則通常需要一個負責訊號轉換的裝置，稱
為資料通信設備 (Data Communication Equipment,
DCE) ， 例如數據機。
PSTN
DTE
DCE
DSE
DCE
DTE
傳輸技術
電路交換技術(Circuit Switching)
例如電話網路
封包交換技術(Packet Switching)
例如TCP/IP
廣播技術(Broadcast)
例如無線傳輸與衛星傳輸
傳輸方式
兩個通信裝置間資料傳
遞方式可以分為：
單工
單工 (simplex)
半雙工 (half-duplex)
全雙工 (full-duplex)
半雙工
全雙工
傳輸媒介
通訊線路
光纖通訊
無線電通訊
微波通訊
衛星通訊
無線電話通訊
電腦通訊
通訊協定
Communication Protocol
通訊協定
Communication Protocol
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。
通訊協定
Communication Protocol
通訊協定的主要功能
切割與重組 (Segmentation and Reassembly)
分封 (Encapsulation)
連接控制 (Connection Control)
錯誤控制 (Error Control)
流量控制 (Flow Control)
接收順序 (Ordered Delivery）
定址方式 (Addressing)
多工 (Multiplexing)
通訊協定
Communication Protocol
OSI組織所定義的七層網路協定層
應用層 (Application)
表現層 (Presentation)
會談層 (Session)
傳送層 (Transport)
網路層 (Network)
資料連結層 (DataLink）
實體層 (Physical )
通訊協定
Communication Protocol
TCP/IP通訊協定可區分四個協定層
應用層（Application ）
傳送層（Transport)
網際層（ Internet ）
網路層（ Network ）
通訊協定
Communication Protocol
TCP/IP通訊協定層與應用服務比較表
TCP/IP 通訊協定
Application
(應用層)
各項應用服務
SMTP、TELNET、FTP、
Gopher、WWW、NFS 等
Socket、NetBIOS 協定
Transport
(傳送層)
Internet
（網際網路層）
Network
（網路層）
TCP、UDP
IP【ARP、RARP、ICMP】
Ethernet、X.25、SLIP、PPP
同軸電纜線、電話線、網路卡
通訊協定
Communication Protocol
網際網路上常見的通訊協定
TCP（Transfer Control Protocol）
IP（Internet Protocol)
FTP（File Transfer Protocol）
HTTP（Hypertext Transfer Protocol）
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
POP3 (Post Office Protocol 3)
MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)
電子資料交換(EDI)
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EDI概述
EDI之作業程序
EDI訊息的設計
EDI之發展與沿革
EDI之標準
EDI之效益
EDI之發展現況
EDI應用案例
EDI概述
電子資料交換(Electronic Data interchange, EDI)，
就是單位與單位間經由電子化的方式傳送標準化格式
的資料以進行資訊的交換。唯有透過共同標準模式，
各行各業間 EDI 網路才有辦法達到相連的目的，因此
一個統一的標準是 EDI 成功的關鍵因素。EDI的使用範
圍並不限於企業，舉凡政府、醫院、學校，都可以使
用EDI來進行資訊的交換傳遞。
輸入
買方電腦
（賣方）
EDI FLOW
賣方電腦
（買方）
EDI之作業程序
EDI環境下企業間資料交換之程序如下
買方經由內部資訊系統產生訂單訊息
經由EDI轉換軟體轉換成EDI標準訊息
標準訊息經由通訊線路傳至網路中心
網路中心將此訊息進行安全管理後置於郵箱
中
賣方隨時可透過網路至網路中心提取訂單訊
息
EDI之作業程序
A企業
F企業
格式A
格式F
B企業
格式B
標準商業協定
E企業
格式E
C企業
D企業
格式D
EDI環境下的通訊
格式C
EDI之作業程序
金融機構
金融機構
財金公司
專屬網路
企業
金融機構
金融EDI系統
企業
用戶
商用網路
企業
其他網路
關貿網路
企業
報關業者
資料來源﹕臺灣銀行
EDI訊息的設計
企業依據協議之EDI標準後，設計EDI訊息的步驟如下
了解作業流程
蒐集各項作業表單之文件
分析可以進行EDI之部分
確定自動化文件與訊息清單
製作文件資料項目說明表
依據業務特性選擇訊息類型
選擇所需之資料段(Data Segment)
選擇所需之資料元(Data Element)
選擇適用之代碼值
製作EDI相關索引
EDI訊息的設計
資料來源﹕經濟部商業司
EDI訊息的設計
跨行清算系統
付款銀行
(買方銀行)
跨行扣帳明細
扣帳成功通知
付款指示明
細
收款銀行
(賣方銀行)
跨行入帳明細
入帳通知明
細
收款人
(賣方)
付款人
(買方)
入帳通知明
細
付款指示明細
扣帳成功通知
資料來源﹕臺灣銀行
EDI之發展與沿革
美國
歐洲
1970年代
各行業建立自己的標準
英國貿易手續簡化協會
制訂Tradecom標準
1980年代初期
1986年制訂ANSI X.12
標準以統合業界
1984年制訂了
GTDI歐洲標準
1986年由聯合國下設JEDI以發展EDI標準
1987年ISO通過UN/EDIFACT之語法規則
ISO/DIS 9735標準
1990年代
進一步發展UN/EDIFACT
EDI之標準
統一的標準是 EDI 成功的關鍵因素
EDI的標準應有之特性
與機器無關性
與應用系統無關性
與通信系統無關性
UN/EDIFACT 正能逐漸成廣為接受的國際標準
EDI訊息包含交易組、資料段、資料元素等三部
分
EDI之效益
短期利益
降低商業風險
減少交易時間
減少人力輸入
提高附加價值
密切掌握客戶需
求
減少紙張浪費
長期利益
維持企業生存與競爭力
節省企業成本
提高員工生產力
增加客戶服務
強化通路
EDI之發展現況
目前國際主導各業別之EDI標準
EANCOM: 商業（買賣行為）
CEFIC:化學工業
EDIFICE: 電子工業
ODETTE: 汽車工業
RINET: 保險業
EMEDI: 保健業
OEDIPE: 能源
EDICON: 建築
IATA: 航空公司
EDI應用案例
金融EDI案例
EDI應用案例
運輸業EDI案例：新竹貨運
EDI應用案例
百貨業EDI案例：WAL-MART
EDI應用案例
汽車製造業EDI案例：裕隆汽車（傳統系統）
IBM9121
(及格單、對帳單)
EDI 交換中心
WAN/VAN
協力廠 交貨清單
(標籤.條碼.清單)
生產計畫 及格通知單
對帳單
DSU
TOKEN RING
motorola6520
ROUTER
ROUTER
協力廠 交貨清單
(標籤.條碼.清單)
生產計畫 及格通知單
對帳單
RAS
ROUTER
ETHERNET
零件部
交貨清單
(標籤.條碼.清單)
F/W SERVER
ETHERNET
生管部
UNIX HOSTNT SERVER ALC SERVER EDI 工作站
交貨清單
T/I驗收單 財務部
(驗收單) (驗收單)
交貨清單
對帳單.及格單
T/I示卡
同步指示
生產計畫
EDI應用案例
汽車製造業EDI案例：裕隆汽車（新系統）
YLM內部既有系統
ALC(NT)
ERP(UNIX)
DMS(AS/400)
PDM (UNIX)
資料庫
應用系統界面系統
應用系統界面程式
YLM電子商務系統
備
援
系
統
․採購
․財務 ․預警 ․生管 ․品質 ․業務
訊息交換主控系統
安全控管系統
(認證/授權)
資料格式轉換
(EDI/FAX/E-mail/XML..)
各種通訊軟體界面(X.25,TCP/IP,FTP,X.400,…..)
防火牆
Internet/Intranet/Extranet
客戶
經銷商
供應商
資料庫
加值網路(VAN)
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


何謂加值網路(VAN)
加值網路之目標
加值網路之基本架構
加值網路架構層次
何謂加值網路(VAN)
基本網路如傳統的電訊公司或電信局，以提供
音頻級電路 (Voice Grade Circuit) 為主。這些電路可
配合交換系統，構成公眾電話交換網路 (Public
Switched Telephone Network, PSTN)，或直接在音
頻電路的兩端供客戶加裝數據機 (Modem) ，使電腦
或終端機的數位資料可經由音頻電路傳輸。
加值網路(Value Added Network; VAN)則是將
基本網路的功能擴充之後的產品，VAN與基本網路
最大的不同在於基本網路是指一般使用網路線或數
據機的網路，而VAN則是在基本網路上增加服務項
目，創造額外的附加價值。
加值網路之目標
加值網路之基本架構
網路中心
VAN KERNAL
應用程式
管理系統軟體
系統工具
傳輸媒介
MEDIA
CONNECTIVE
Async.
X.25
SNA
BSC
通訊工具
操作系統
通訊硬體
運算系統硬體
用戶端設施與服務
USER END
FACILITIES & SERVICE
前端軟體硬體
管理系統軟體
系統工具
通訊介面
實體
媒介
硬體
切換軟體
操作系統
通訊硬體
運算系統硬體
加值網路架構層次
加值網路依所附加價值的程度可以區分為四個層次
第一層屬管理型通訊網路 (Managed Communication Network)
例如：分封交換數據網路 (PSDN)
第二層是對客戶提供管理型數據 (Managed Data)的網路服務
例如：電子郵件服務、電子佈告欄等
第三層為管理型交易網路服務 (Managed Transactional
Network Service)
例如：電子數據交換 EDI
第四層是加強型交易服務 (Enhanced Transaction Services)
例如：電子訂貨系統、銷售點管理系統等
參考資料
書籍：
周春方編著。 1997。商業自動化。台北：松崗電腦圖書
公司。
袁文宗著。 2000。網路基本概論。台北：旗標出版股份
有限公司。
林興銳編著。1991 。電腦通訊與數位網路。台北：波全
資訊股份有限公司。
林炳奇編譯。1991。圖解資料通訊入門。台北：松崗電
腦圖書公司。
羅家德企劃，連麗真譯。1998。商際網路Any Time:打造
Extranet 。台北：跨世紀電子商務出版社。
邵曉薇，郭雨涵著。2000。電子商務導論。台北：旗標
出版股份有限公司。
參考資料
網站：
http://www.scu.edu.tw/~distedu/index1.htm
http://ec.mis.ccu.edu.tw/what's/default.shtm
http://www.accton.com.tw/
http://www.edu.tw/moecc/vitek/data/86info/info304/index.htm
http://www.wahoo.com.tw/CLDP/Ethernet-HOWTO.html#toc6
http://www.twnic.net/
http://www.edu.tw/tanet/index.html
http://www.find.org.tw/
http://ecrg.ba.ntust.edu.tw/
http://ec.cycu.edu.tw/
http://www.ec.org.tw/default.asp
http://ec.mis.ccu.edu.tw/what‘s/default.shtm
http://oz.nthu.edu.tw/~u860802/logis_da01.htm
http://www.fisc.org.tw/fe/fe-news.htm
參考資料
網站：
http://edi.tca.org.tw/ （經濟部商業司商業加值網路應用計畫）
http://www.doc.gov.tw （經濟部商業司）
http://www.ec.gov.tw （網際網路商業應用計畫）
http://www.nii.org.tw/cnt/ （電子商業國際化推動計畫）
http://www.materialflow.org.tw （流通業物流技術發展計畫 ）
http://www.disc.com.tw （流通業資訊支援技術發展計畫 ）
http://www.cisanet.org.tw （商業自動化體系輔導計畫）
http://www.iaeb.gov.tw （行政院產業自動化與電子化網站）