新版网际网路与计算机网路简介课件.ppt

1、網際網路與計算機網路簡介網際網路與計算機網路簡介Instructor許明宗1精选前言前言 網際網路（網際網路（Internet）是什麼？）是什麼？為何我們需要為何我們需要 Internet？我們在什麼時候需要我們在什麼時候需要 Internet？Internet 要在什麼地方運作？要在什麼地方運作？Internet 是如何運作的？是如何運作的？是是 Internet 改變了我們的生活，還是我改變了我們的生活，還是我們改變了們改變了 Internet 的發展方式？的發展方式？2精选認識網際網路3精选大綱vInternet 的發展簡史vInternet 的通訊協定vInternet 的通訊位址vI

2、nternet 的世界inter-表示“相互之間”的意思net則是“網路”(network)的意思p2-4精选Internet 的發展簡史vARPANET41969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41980年分成APARNET（研究用）及MILNET（軍事用）v學術用途41970年USENET、1980年CSNET及BITNETvNSFNET（National Science Foundation Network)41986年，美國國家科學基金會4取代ARPANET成為連結網路的主要網路p2-

3、5精选Internet 的發展簡史v台灣提供 Internet 服務的三大網路4台灣學術網路（Taiwan Academic Network，TANET）：學術研究用途4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 Internetn如今已商業化，成為數位聯合公司所擁有4中華電信數據所的HiNet：以商業導向的網路系統p2-6精选Internet 的通訊協定v通訊協定（Communication Protocol）讓不同的機器間能夠彼此溝通vInternet 上的通訊協定架構4TCP/IP(Transmission Control Protocol/

4、Internet Protocol)n將網路的功能分為四（或五）個層級n是實際的應用通訊協定標準4ISO 的 OSI 參考模型n將網路的功能分為七個不同的層級n是理論的通訊協定標準4其它p2-7精选A.TCP/IP架構網路甲網路乙路由器網際網路層IP網路存取層實體層傳輸層TCP UDP應用層telnet ftpPhysicalNetwork AccessIP網際網路層IP網路存取層實體層傳輸層TCP UDP應用層telnet ftpp2-8精选B.ISO開放系統連結七層參考模式 vInternational Standard Organization（ISO）提出的開放系統連結（Open Sy

5、stems Interconnection，OSI）參考模式（Reference Model）把網路依功能不同分成下列七層4實體層（Physical Layer）4資料鏈結層(Data Link Layer)4網路層(Network Layer)4傳輸層(Transport Layer)4會議層(Session Layer)4呈現層（Presentation Layer）4應用層(Application Layer)p2-9精选OSI 參考模式參考模式(contd)p2-10精选C.其他常見的通訊協定v簡易郵件傳輸協定（Simple Mail Transfer Protocol，SMTP）：用

6、來傳送電子郵件v郵局協定（Post Office Protocol，POP）：用來接收用電子郵件v超文件傳輸協定（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）：用來傳輸 HTML（Hyper Text Markup Language）資料v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v簡易網路管理協定（Simple Network Management Protocol，SNMP）：協助網路管理的協定p2-11精选常見的通訊協定(contd)vTELNET 4TELNET提供三種基本服務

7、 n標準介面 定義遠端系統與終端機的標準介面 n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 n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 p2-12精选常見的通訊協定(contd)vTELNET 協定傳輸機制協定傳輸機制p2-13精选常見的通訊協定(contd)vFTP(File Transfer Protocol)檔案傳輸協定檔案傳輸協定 4提供點對點間可靠的檔案傳輸服務 4FTP三個重要功能 n交互存取 允許使用者與伺服器通訊n格式設定 允許使用設定資料的儲存型態與格式 n登錄者身份認證 不合法之使用者無法登錄伺服器 p2-14精选常見的通訊協定(contd)vSM

8、TP(Simple Mail Transfer Protocol)簡單郵件傳輸協定簡單郵件傳輸協定 4定義郵件伺服器間傳送郵件的訊息格式 4透過郵局協定 POP(Post Office Protocol)擷取郵件4SMTP、POP3郵件傳送 p2-15精选D.IP 位址及定址v網路位址分五類網路位址分五類:p2-16精选IP 位址及定址(contd)v網路定址原理網路定址原理 4IPIP包含兩部分包含兩部分:n網路位元(Network bits)：辨識IP位址之所屬網路系統 n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 p2-17精选E.領域名稱系統 vInter

9、net上的機器編號4IP Address：192.192.35.28vIP Address不易記憶4Name Address：www.ntpu.edu.twv領域名稱系統（DNS，Domain Name System）4可用來將 name address 轉換成 IP addressp2-18精选Internet 的世界vInternet 的傳統三大基本功能vInternet上常用的網路工具vInternet 的另類話題p2-19精选Internet 的傳統三大基本功能v訊息的傳遞4例如：電子郵件，透過網路傳輸將信件送給收信的人們4好處n符合環保標準n非常便捷可靠n絕對經濟實惠n電腦歸檔容易v

10、遠端連線(Remote Login)4例如：terminal service4可以使用網路上其它機器的程式或應用軟體p2-20精选Internet 的傳統三大基本功能v檔案傳輸與分享：將檔案從某部電腦送到另一部電腦4例如 ftp(file transfer program)來完成n其通訊協定為 FTP(File Transfer Protocol)4ftp serverp2-21精选Internet上常用的網路工具上常用的網路工具vPing 可以瞭解是否可連線至某台電腦以及網路壅塞情形4在WINDOWS系統下執行ping的結果ping www.ntpu.edu.twtime越大表示網路連線壅塞

11、情形越嚴重，若網路不通則會出現”Request time out”的訊息p2-22精选Internet上常用的網路工具上常用的網路工具vTracert 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4執行tracert .tw（表示因網路壅塞而 time out）。p2-23精选Internet 的另類話題vMessenger 以及VoIP：可透過網路與世界各地正在使用電腦的人聊天v電子佈告欄（BBS,Bulletin Board System）4Internet 上一種環保看板v全球資訊網(WWW，World Wide Web)：提供了圖文聲色並茂的世界vIntran

12、et4一般用來稱呼企業公司的網路系統vExtranet4一般用來稱呼企業與企業間的網路系統p2-24精选認識計算機網路25精选何謂計算機網路何謂計算機網路簡單的定義簡單的定義 可以相互傳遞資訊、分享資源的電腦網狀結構 簡單的網路架構簡單的網路架構分享印表機資源分享印表機資源 26精选計算機網路的分類以規模分類計算機網路的分類以規模分類 區域網路區域網路(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 都會網路都會網路(MAN；Metropolitan Area Network)在同一都會區內的區域網路

13、連接起來所形成的網路 廣域網路廣域網路(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27精选計算機網路的分類以規模分類計算機網路的分類以規模分類(contd)區域網路、都會網路及廣域網路之規模示意圖區域網路、都會網路及廣域網路之規模示意圖 28精选計算機網路的分類以網路拓樸計算機網路的分類以網路拓樸分類分類 網路拓樸網路拓樸 在網路系統環境中，電腦之間彼此相連的結構在網路系統環境中，電腦之間彼此相連的結構 匯流排拓樸匯流排拓樸(Bus Topology)星狀拓樸星狀拓樸(Star Topology)環狀拓樸環狀拓樸(

14、Ring Topology)樹狀拓樸樹狀拓樸(Tree Topology)網狀拓樸網狀拓樸(Mesh Topology)29精选匯流排拓樸匯流排拓樸(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 30精选星狀拓樸星狀拓樸(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 31精选環狀拓樸環狀拓樸(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32精选樹狀拓樸樹狀拓樸(Tree Topology)樹狀網路中之各節點

15、連接形成樹狀結構，任兩個節點間僅存在一條傳輸路徑 33精选網狀拓樸網狀拓樸(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 34精选網狀拓樸網狀拓樸(Mesh Topology)(contd)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 35精选計算機網路的分類以電腦角色計算機網路的分類以電腦角色分類分類 電腦角色電腦角色用戶端(client)

16、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 36精选以電腦角色分類以電腦角色分類(contd)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

17、工作 37精选以電腦角色分類以電腦角色分類(contd)主從式架構(Client-Server)主從式網路架構主從式網路架構 38精选以電腦角色分類以電腦角色分類(contd)對等式架構對等式架構(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 39精选以電腦角色分類以電腦角色分類(contd)混合式架構混合式架構(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

18、上之共享資源，也能存取群組中開放使用的的共享資源 40精选以電腦角色分類以電腦角色分類(contd)混合式架構混合式架構(Hybrid)混合式網路架構混合式網路架構 41精选網路傳輸媒介網路傳輸媒介網路傳輸媒介的分類網路傳輸媒介的分類有線傳輸有線傳輸無線傳輸無線傳輸有線傳輸有線傳輸雙絞線雙絞線 同軸電纜同軸電纜 光纖光纖無線傳輸無線傳輸RFRF42精选傳輸媒介43精选傳輸媒介44精选網路設備中繼器網路設備中繼器 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衰減的問題，因此

19、當訊號想要傳送到遠方時必須要有一個訊號加強器一個訊號加強器中繼器。中繼器在訊號衰減到一中繼器。中繼器在訊號衰減到一定程度之前將訊號加強傳送出去。定程度之前將訊號加強傳送出去。中繼器使用情形中繼器使用情形 45精选網路設備橋接器網路設備橋接器 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）網路的網路切割成較小型的（碰撞區域）網路 常用在乙太網路常用在乙太網路 處理處理OSI架構中第一層與第二層，具有中繼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器以及集線器的部份功能 46精选網路設備橋接器網路設

20、備橋接器橋接器使用情形橋接器使用情形 47精选網路設備集線器網路設備集線器 集線器（集線器（Hub）有許多資料傳輸埠（有許多資料傳輸埠（PortPort），），讓每台電腦都可與讓每台電腦都可與集線器連線集線器連線 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常用在星狀網路架構中 48精选網路設備交換器網路設備交換器 交換器（交換器（Switch）結合集線器和橋接器的優點結合集線器和橋接器的優點有許多資料傳輸埠（有許多資料傳輸埠（PortPort），），讓每台電腦都可與讓每台電腦都可與交換器連線交換器連線 常用在星狀網路架構中常用在星

21、狀網路架構中使用硬體（使用硬體（ASICASIC）的方式，將屬於同一個碰撞區域）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）網路的網路切割成較小型的（碰撞區域）網路 49精选網路設備路由器網路設備路由器 路由器（路由器（Router）連接不同網路的裝置連接不同網路的裝置 選徑（選徑（Routing）；）；使用路由表，依據目前網路使用路由表，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使用情況動態的傳送資料，使得網路傳送達到最佳化佳化 處理處理OSI架構中第一、第二與第三層通訊協定架構中第一、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可讓不同的網路架構相連接在

22、一起 50精选網路設備路由器網路設備路由器路由器使用情形路由器使用情形 51精选連線與傳輸連線與傳輸 電腦的連線主要有三種方式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 52精选連線與傳輸連線與傳輸 訊號衰減訊號衰減53精选傳輸訊號：類比、數位傳輸訊號：類比、數位 類比訊號類比訊號 連續變化的電磁波，可透過多種傳輸媒介進行傳送 54精选傳輸訊號：類比、數位傳輸訊號：類比、數位 數位

23、訊號數位訊號 不連續的電壓脈波，主要是以不同的電位狀態來表示 55精选傳輸訊號：類比、數位傳輸訊號：類比、數位 電腦通訊過程電腦通訊過程 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 56精选傳輸訊號：類比、數位傳輸訊號：類比、數位 類比訊號和數位訊號的比較類比訊號和數位訊號的比較 類比訊號類比訊號數位訊號數位訊號雜訊影響干擾程度 較高較低能量衰減程度較低較高傳輸設備較昂貴較便宜使用訊號加強器加強訊號的同時可能因加強雜訊導致訊號失真加強訊號可克服訊號衰減其他可利用多工(multiplex)技術增加傳輸的頻寬57精选無線通訊與網路應用58精选大綱

24、v行動通訊網路v無線區域網路v個人無線網路v未來的世界p4-59精选行動通訊v行動通訊的目標4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.”）p4-60精选常見的行動通訊系統v蜂巢式（Cellular）行動電話系統v低階(Low-Tier)行動電話v衛星(Satellite)通訊v無線用戶回路（Wireless Local Loop）p4-61精选A.蜂巢式（Cellular）行動電話系統.vGSM4全名為Global Systems for Mobile Communicat

25、ions，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，vAMPS（Advanced Mobile Phone System）4早期我們所用的電話號碼090開頭的大哥大4美規的行動通訊系統p4-62精选B.低階(Low-Tier)行動電話v日本的PHS（Personal Handheld System）系統v歐洲的DECT（Digital European Cordless Telephone）系統v美國的PACS(Personal Access C

26、ommunication System)系統p4-63精选行動電話公司v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4中華電信公司擁有頻率900Mhz及1800Mhz全區雙頻外4遠傳（北區900Mhz及全區1800Mhz）4台灣大哥大（全區1800Mhz）4東榮（中、南區1800Mhz）已被和信併購4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4東信（中區900Mhz）4泛亞 (南區900Mhz)等行動電信公司。p4-64精选GSMvSIM（Subscriber Identity Module）卡4記錄個人資料

27、的IC記憶卡，v基地台(Base Station)4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v行動交換機（MSC，Mobile Switching Center）4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p4-65精选GSM 架構圖RA2 RA2RA1PSTNHLRVLRMSCBase StationBase StationBase StationBase StationBase StationBase StationBas

28、e StationBase StationVLRMSCSignalTrunkRA1HLR:Home Location Register VLR:Visitor Location Register PSTN:Public Switched Telephone NetworkRA:Registration AreaMSC:Mobile Switching Centerp4-66精选GSM行動管理(Mobility Management)v行動管理負責管理位置資料庫4HLR（Home Location Register）永遠有手機最新的位置4VLR（Visitor Location Register

29、）僅記載當時逗留手機的資料v交遞（Handover或Handoff）。4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p4-67精选GPRSvGPRS(General Packet Radio Service)4提供無線數據傳輸，為跨入第三代行動通訊的墊腳石。4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4可以使用者傳輸的資料量計價，適合網際網路數據傳輸4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。p4-68精选Wireles

30、s Application Protocol4Ericsson、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。4WAP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。4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，p4-

31、69精选WAPvWML(Wireless Markup Language)4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。vWAP入口網站4YesMobile(http:/.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n行動資訊服務n個人化行動服務n行動電子商務三大類功能，v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。p4-70精选無線區域網路(Wireless LAN)vIEEE802.11無線區域網路4使用的無線電波頻率為2.4Ghz的工程科學醫療頻道（ISM，Industrial Scien

32、tific Medical Bands)4傳輸速率為每秒1-2Mbps4有效傳輸距離小於100公尺，4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，vIEEE802.11b無線區域網路4最高速無線傳輸速率可高達11Mbps。p4-71精选行動電腦圖4.7 配備ISA無線網路卡的桌上型電腦圖4.6 配備PCMCIA無線網路卡的筆記型電腦p4-72精选無線區域網路Internet無線橋接器p4-73精选無線區域網路應用

33、v優點4機動性高4不需佈線4擴充性高v缺點4價格通常比一般區域網路高4傳輸速率較低4安全性也較差v實際應用環境4小型辦公室或家用（SOHO，Small Office Home Office）網路4兩棟大樓間可使用定向天線連接，取代租金昂貴的T1專線4零售業4倉儲業4傳輸業4製造業p4-74精选個人無線網路-藍芽（Bluetooth）v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。v藍芽是一種短距離語音與資料傳輸的無線通訊技術，v具有耗電量低，並且使用2.4Ghz這個無需授權的ISM頻道。v藍芽晶片將安裝在各種

34、資訊家電（IA，Information Appliance）中p4-75精选Bluetooth的應用v取代纜線（Cable Replacement）4取代纜線是要提供所有的行動裝置的無線傳輸功能v個人無線網路（Personal Ad-hoc Networks）4提供網路通訊環境，方便分享網路內之電腦資源。v網路存取裝置（Data/Voice Access Point）。4讓使用者以無線方式透過Internet存取網路資源。Internet010111000001011101000000111111101011100000p4-76精选未來的世界v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）v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！p4-77精选