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網路概論,1,張建智,網際網路應用,網路概論,2,互連網路(internet),網路指的是用傳輸介質(有綫或無綫)及資料交換器等網路設備連接起來的一群電腦或設備，這些電腦能互相通訊，共同完成指定之工作,網路概論,3,甚麼是網際網路(Internet),簡單的Internet 定義：1.利用TCP/IP架構建立的全球互連網路,網路概論,4,Internet 組成架構,Internet 組成架構可區分成下三類：存取點(ISP，Internet Service Providers)WAN 連線主幹網路(Backbone)提供廠商,網路概論,5,為何需要網際網路,資源共享：CPU、files、Printers、Disks、Special Devices、Data Base提高系統可靠性：資料複製、伺服器複製提高機動性：遠端登錄、遠端資料庫使用(線上作業)分散式處理：將工作分配至不同電腦資訊交換：1 電子郵件(E-Mail)、檔案下載2 電傳視訊(多媒體)、即時會議3.Game4.遠距教學,網路概論,6,Internet 的緣由,1960年代後期，美國國防部的DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency,美國國防高等研究計劃署)，基於軍事、學術與研究單位之需要，發展電腦通訊以及電腦資源共享的網路計劃，這個網路計劃稱為ARPANET(ARPA Network)。1969年設立的ARPAnet實驗網路，由下面四個單位組成連線：,網路概論,7,1969年設立的ARPAnet實驗網路，由下面四個單位組成連線：加州大學洛杉磯分校(UCLA)加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)史丹佛研究所 猶他大學 一般是以網路此作為現代網路的起源,網路概論,8,1970年6月，則新增加Santa Monica 的RAND公司 System Development Company(SDC)哈佛大學麻省理工學院 Bolt Beranek and Newman公司，共計有全美九個網路節點。1971年9月一直到1977年3月持續新增各網路節點。,網路概論,9,ARPAnet 是由美國國防部提供經費開發，作為軍事用途的網路系統1983年另外成立專為軍事用途的MILnet。使用Network Control Program(NCP)通訊協定1982年起全面正式採用TCP/IP通訊協定 1986年美國國家科學基金會設立NSFnet，逐步取代ARPAnet 原先所提供的非國防部通訊服務，專門負責全球性民間網路交流，後發展成為 Internet,網路概論,10,W W W,全球資訊網(W W W)的起源以超本文傳送通訊協定（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）而建立的資訊網路 起源於歐洲量子物理實驗室 在 1990 年代中期，美國國家電腦中心(NCSA)推出全球資訊網(WWW)的瀏覽器；Mosaic，開啟今日的網頁資訊發展著名的Netscape 和 Internet Explore 以及許多 網際網路瀏覽器，都由 Mosaic 改良而來。,網路概論,11,網路分類,依規模區域網路都會網路廣域網路依拓樸型態(結構)匯流排拓樸 環狀拓樸 星狀拓樸 樹狀拓樸 網狀拓樸,網路概論,12,區域網路,區域網路(Local Area Network,LAN)為規模最小的網路,範圍通常在 2 公里內,例如：同一層樓的辦公室,或是同一棟建築物內的網路。,網路概論,13,都會網路,都會網路(Metropolitan Area Network,MAN)的範圍在 2 至 10 公里左右,大概是一個都市的規模。都會網路可視為是數個區域網路相連所組成,例如：一所大學內各個校區分散在整個城市各處,將這些網路相互連接起來,便形成一個都會網路。都會網路比區域網路稍慢,設備也比較昂貴。,網路概論,14,廣域網路,廣域網路(Wide Area Network,WAN)為規模最大的網路,涵蓋的範圍可以跨越都市、國家甚至洲界。例如：大型企業在全球各個城市皆設立分公司,將各分公司的區域網路相互連接,即形成廣域網路。廣域網路的連線距離極長,連線速度通常低於區域網路或都會網路,使用的設備也都相當昂貴。,網路概論,15,OSI 模型(Open System Interconnection),模型的用途OSI 模型的 7 層架構簡介OSI 模型的 7 層運作方式OSI 模型的優點,網路概論,16,模型的用途,將複雜的事情具體化、簡單化。網路上的工作錯綜複雜,可利用一個好的模型來規範,使能對網路發展有正面的幫助。網路模型的設計並無定法,可參考多種模型做應用。,網路概論,17,OSI 模型的優點,分工合作,責任明確對等交談逐層處理,層層負責,網路概論,18,分工合作,責任明確,性質相似的工作劃分在同一層,性質迥異的工作則劃分到不同層。每一層所負責的工作範圍,可清楚地區分彼此不會重疊問題產生時容易判斷是屬於哪一層,對複雜的網路開發工作有極大幫助。,網路概論,19,對等交談(Peer to Peer),所謂對等是指所處的層級相同,對等交談意即同一層找同一層談,例如：第 3 層找第 3 層談、第 4 層找第 4 層談.,依此類推,網路概論,20,對等交談,通訊協定以對等個體通訊時的方式發展。,網路概論,21,逐層處理,層層負責,既然層級分的很清楚,處理事情時當然應該按部就班、逐層處理。因此,第 N 層收到第 N-1 層傳上來的資料後,一定先把該辦的事辦得妥妥當當,才會將資料向上送給第 N+1 層；倘若它收到第 N+1 層傳下來的資料,也是處理無誤後才向下傳給第 N-1 層,網路概論,22,TCP/IP,網路概論,23,TCP/IP通訊協定,TCP/IP通訊協定分別為：傳輸控制協定（Transmission Control Protocol，TCP）及網際網路協定（Internet Protocol，IP）兩部份所組成的。TCP/IP的優點在於允許不同規格的主機及作業系統，均可透過TCP/IP協定建立網路通訊連結。,網路概論,24,常見之TCP/IP應用,FTP（File Transfer Protocol檔案傳輸通訊協定）：負責提供網際網路上檔案傳輸之通訊協定。SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：簡單郵件傳輸通訊協定負責郵件傳遞之通訊協定。SNMP（Simple Network Management Protocol）：簡單網路管理通訊協定負責管理及監控網路之通訊協定。Telnet（遠端登錄通訊協定）：提供登錄遠端伺服器之通訊協定。,網路概論,25,25,電腦與通訊年表,網路概論,26,26,電腦與通訊年表(續),網路概論,27,27,電腦與通訊年表(續),網路概論,28,28,電腦與通訊年表(續),網路概論,29,29,電腦與通訊年表(續),網路概論,30,30,網路協定模型,OSI協定參考模型TCP/IP協定模型Microsoft 協定網路,網路概論,31,網路協定標準,協定(Protocol)在傳送與接收雙方間訂定軟、硬體間一致性的通訊規範，格式化資料使網路上參與者均能夠解析資料國際標準組織(Internation Standards Orgnization ISO):之OSI(Open Systems Interconnection)7-Layer 參考模式TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)國際電訊聯盟(International Telecommunication Union ITU):X.25,X.400,X.500,網路概論,32,32,OSI 七層模式,OSI(Open System Interconnection)七層模式是國際標準化組織（ISO）與國際電話暨電報諮詢委員會(CCITT)分別著手發展1984年提出的網路協定架構模式，主要的目的如下幾種：模組化通訊架構 標準化介面 降低複雜度 增進技術交流 加速研究發展 簡化教育與學習,網路概論,33,33,OSI 七層模式,OSI 七層模式中，按不同的功能將網路的軟硬體架構分為七個層次，由上到下每一層(Layer)的名稱如下：第七層 Application應用層第六層 Presentation表識層、展示層、呈現層第五層 Session會談層、會議層、對談層第四層 Transport傳輸層、傳送層第三層 Network網路層第二層 Data Link資料鏈結層第一層 Physical實體層,網路概論,34,34,OSI 七層運作模式-層對層,網路概論,35,35,訊框格式，在網路上的各個中間設備之間，可能會因不同的封裝協定而改變，但目的地的邏輯位址(通常是IP)，則保持不變。發送端執行下列五個步驟，才能傳送資料：傳輸資料(Data)：應用層、展示層、會談層 資料分成區段(Segment)：傳輸層建立封包(Packet)：網路層建立訊框(Frame)：資料鏈結層訊框編碼成為位元(bits)訊號：實體層,OSI 七層運作模式,網路概論,36,36,摘要,第一層 連線媒體與訊號 定義有關硬體設備的電氣與機械特性第二層 訊框與實體位址、網路拓樸 媒體存取控制(MAC)，和邏輯鏈結控制(LLC)子層媒體存取控制子層使用實體定址，負責網路媒體的存取邏輯鏈結控制子層建立並維護網路連線，負責訊框遞送、錯誤通知、以及資料流控制,網路概論,37,37,摘要,第三層 邏輯定址與路徑選擇 連接不同的網路，選擇傳送資料的路徑 使用邏輯位址，透過路徑選擇和交換路由訊息，來達成 轉封包的任務。兩種網路協定是 路由協定(Routing Protocol)：用來決定封包如何轉送 可被繞送協定(Routed Protocol)：用來定義封包地址的格式,網路概論,38,38,摘要,第四層 傳輸控制提供錯誤偵測、重新發送、以及流量控制的可靠服務TCP使用滑動窗法、肯定確認與重新傳輸、以及暫緩傳送訊號，在發送端將資料區段化，在接收端重新將資料區段依區段序號組合成資料流。UDP是不提供確認或保證資料傳送可靠的簡單傳輸協定不需要確認資料送達無誤的服務，可以利用UDP傳送，以節省往返時間和網路頻寬。,網路概論,39,39,摘要,第五層 連線管理：負責建立、管理和並終止兩個通訊主機之間的連線對話第六層 資料格式、壓縮與加密：提供相同的資料格式，以確保發送端送出資訊可由接收端讀取。第七層提供網路服務給應用程式：瀏覽網頁、收發電子郵件,網路概論,40,TCP/IP 協定,傳輸控制協定(Transmission Control Protocol)1.網際網路提供可靠及可確認的資料交換機制 2.連接導向網際網路協定(Internet Protocol)1.負責資料傳送時之路由(routing)及定址(addressing)TCP/IP 設計目的：當網路發生錯誤時能透過繞行 將資料送達,網路概論,41,TCP/IP 協定,1973 年代提出1983 發展出標準版本ARPAnet 所使用傳輸機制 OSI 模型中傳輸層的工業標準網路層(Network Layer)網際網路層(Internet Layer)IP層 傳輸層(Transport Layer)TCP、UDP 應用層(Application Layer)UDP(User Datagram Protocol)使用者資料段協定,網路概論,42,TCP/IP目標,獨立於軟、硬體製造商。不受IBM、NOVELL、MICROSOFT、DEC等廠商控制協定本身內建錯誤復原能力，即使網路遭受破壞依然能持續運作能夠處理錯誤率很高的情況，並提供可靠點對點服務協定本身效率要高，額外資料負擔要低，強調高效能加入新的網路服務不會中斷,網路概論,43,TCP/IP的網路觀,網路概論,44,44,TCP/IP 模型,網路層(Network Layer)也稱為主機對網路層 相當於OSI模型中的實體層和資料鏈結層 負責主機及網路之間的資料交換 使用實體位址(MAC Address),網路概論,45,45,TCP/IP模型,網際網路層(Internet Layer)對應到OSI模型中的網路層 使用邏輯位址(稱作IP位址)來識別網路路徑與裝置 定出經由網際互連網路到目的地路徑 在兩個網路之間轉送封包的裝置，稱作閘道(Gateway)或路由器(Router)最佳路徑選定和分封交換都發生在這層 網際網路層使用位址解析通訊協定(ARP)找出 已知IP所對應的實體位址(MAC Address),網路概論,46,46,TCP/IP模型,傳輸層(Transport Layer)相當於OSI模型中的傳輸層 負責處理有關服務品質的傳輸作業 可靠度、流量控制和錯誤校正 傳輸控制協定(Transmission Control Protocol，TCP)是一種連接導向(Connection-Oriented)的協定 使用者資料元協定(User Datagram Protocol，UDP)是非連接導向(Connectionless)的協定 當資料傳輸不需要錯誤更正時，使用UDP以增加網路 可用來傳輸的流量,網路概論,47,47,TCP/IP模型,應用層(Application Layer)對應到OSI模型中的五、六、七各層 TCP/IP將應用層協定納入ISO會談層和展示層功能，將所有與應用程式相關的要點結合為一層,網路概論,48,Microsoft 協定網路參考模式,實體網路層(Physical Network Layer)網路驅動介面層(Network Driver Interface)傳輸元件介面層(Transport Device Interface)應用介面層(Application Interface),網路概論,49,IEEE 802 Standard,起始於1980年2月，故稱為IEEE 802 Standard此標準對於不同的網路，訂定了不同的標準 802.1802.2 802.3 802.4 802.5 802.6 802.7 802.8 802.9 802.10 802.11 802.12,網路概論,50,IEEE 802.1 Standard,802.1 訂定擴張樹（Spanning Tree）演繹法，主要是應用在橋接器（Bridge）上。使用此標準可偵測出是否有橋接器故障，及訂出最佳的傳輸迴路。802.2在802的標準中將OSI之Link Layer（鏈結層），分為LLC（Logical Link Control，邏輯鏈結控制）與MAC（Medium Access Control，媒體擷取控制）。802.2主要定義LLC的標準。802.3CSMA/CD網路協定，乙太網路（Ethernet）運用此標準。基本網路結構為匯流排架構。,網路概論,51,IEEE 802.4 Standard,802.4Token Bus，記號匯流排的標準定義。（現今網路上少應用）802.5Token Ring記號環，IBM的Token Ring使用此標準。傳輸速率為4/16Mbps。802.6網路具備備二個傳輸頻道DQDB（Distributed Queue Dual Bus）之定義。,網路概論,52,802.7定義寬頻技術（Broadband Technical Advisory Group）。BaseBand 1.64k,1.5 Mbps 2.XDSL,Cable802.8定義光纖技術（Fiber Optic Technical Advisory）。802.9定義語音資料整合區域網路（Integrated Voice and Data LAN.Working Group）。,網路概論,53,IEEE 802 Standard,802.10:定義區域網路的安全技術（LAN Security.Worklng Group）802.11:定義無線區域網路標準(Wireless LAN)802.12:定義 100 Mbps 高級網路協定,
