网路概论.docx

1、网路概论網路概論（一）、什麼是網路網路就是一群通過一定形式連接起來的電腦。一個網路可以由兩台電腦組成也可以擁有在同一大樓裡面的上千台電腦和使用者。我們通常指這樣的網路為局域網(LAN Local Area Network)由LAN再延伸出去更大的範圍比如整個城市甚至整個國家這樣的網路我們稱為廣域網(WAN Wide Area Network)當然您如果要再仔細劃分的話還可以有MAN(Matropolitan Area Network) 和 CAN(Citywide Area Network)這些網路都需要有專門的管理人員進行維護。而我們最常觸的Internet則是由這些無數的LAN和WAN共同

2、組成的。Internet僅是提供了它們之間的連接但卻沒有專門的人進行管理(除了維護連接和制定使用標準外)可以說Internet是最自由和最沒王管的地方了。在Internet上面是沒有國界種族之分的只要連上去在地球另一邊的電腦和您室友的電腦其實沒有什麼兩樣的。 因為我們最常使用的還是LAN(即使我們從家中連上Internet其實也是先連上ISP的LAN)所以這裡我們主要討論的還是以LAN為主。LAN可以說是眾多網路裡面的最基本單位了等您對LAN有了一定的認識再去了解WAN和Internet就比較容易入手了只不過需要了解更多更複雜的通訊手段而已。（二）、網路能做什麼？ 在沒有網路的年代裡面電腦和電

3、腦之間要進行資料交換最普遍的方法就是通過磁片等儲存媒體了您得先從一台機器將資料copy到磁片然後把磁片拿到另一台電腦再copy到上面去。但這樣的方法有其極不良的弊端 如果您已經從原來的磁碟上得到了一份copy然後原檔案又被更改了而您又不知道將會如何呢 如果有好幾個人然同時使用同一個檔案您又如何將其各自的變更加以整合以達統一規範呢 您又如何避免一些敏感資料不會被人們帶出去辦公室呢 答案很明顯都是負面的同樣的問題通過網路也不是完全能解決掉但起碼得到了很大的改善。而且網路還可以為我們做到這些東西 檔案管理 共享檔案 傳輸檔案 共享應用程式 應用程式 數據庫 游戲 共享週邊設備 印表機 光碟機 掃描器

4、 傳真/數據機 磁帶機 和其他使網路用者交流 進行群組工作排程 收發電子郵件 進行電子會議 網路游戲 共享(sharing)其實就是網路的精神所在。當然在一個網路環境裡面我們是可以設定不同等級的共享和限制以適合不同的使用者要求。很明顯經理當然希望能知道各員工的工作情況(除了私人資料)但銷售部的員工卻未必能看得到會計部的資料。 這些限制我們通常是通過使用者(Username)和密碼(Password)來進行設定的。在網路上的唯一身份就是您的使用者名稱和密碼了如果您的帳號被人盜用了出了什麼狀況也可能是追究到您的身上。所以設立一個比較難猜中的密碼和保護好自己的密碼是使用網路的第一意識。 （三）、一些

5、網路名詞工作站(Workstation) 任何能夠提供對網路環境進行輸入的機器都可以說是工作站其主要定義元素就是“輸入”。這可以包括個人電腦手持式掃描器終端機等等。每一工作站都有其自己的網路卡。 節點(Node) 每一個工作站網路傳真機網路印表機檔案伺服器或任何其它擁有自己唯一網路地址的設備都是節點。它們是怎樣獲得網路地址的呢從網路卡那裡獲得。每一張網路卡在出廠的時候都會被廠家分配一個地址使用者是不可能變更此地址的。 這樣的地址安排就如我們日常的家庭地址一樣是用來區分各自的身份的。您的網路必須有能力去區別這一個地址有別於其它的地址。在網路裡面有很多資料封包會由一個節點傳送到另一個節點同時要確定

6、封包會被正確的傳達目的地而這個目的地就必須依靠這個網路卡地址來認定了。 伺服器(Server) 從技術角度而言伺服器就是在網路中具備某些特定功能的集散地。伺服器也有分好些類型比如一個印表伺服器就是一台讓一群使用者儲列和處理列印工作的機器一台傳真伺服器可以接受傳真請求儲列和處理傳真等工作。建立一個印表伺服器您可能需要騰空一台機器只用來專門處理列印服務或是需要一些本身帶有網路卡的印表機。 最常見的伺服器莫過于檔案伺服器了。一個檔案伺服器就是一台儲存和管理檔案應用程式和數據以及對其負責保安服務的電腦。它可以對您的數據提供集中控制和建立一個共同的地方為您的檔案進行集中備份。 封包(Packet) 封包

7、是能夠在網路上面進行傳輸的最小資訊單位。一個封包包含有發送端節點地址接收端節點地址和這兩個節點之間需要傳送的數據。 網路形態(Topology) 這一解釋牽涉到網路上的各節點之物理和邏輯關係。從表面上看就是這網路的“長像”。可以從兩個角度(或曰形態)看待您的網路物理上的和邏輯上的。 網路物理形態 這種形態就是講述一個網路上面的各個節點之間在物理上面的佈置和它們在總體配置上看去的樣子。如果您在紙上將各台電腦的位置標示出來同時將連接它們的網線(Cable)也畫出來您就會比較清楚的看到其物理形態了。比如總線狀(bus)環狀(ring)或是星狀(star)。 網路邏輯形態 這種形態講述的是信息如何在網

8、路中行走。我們不妨舉個例子來模擬一下好讓我們更好理解邏輯形態 假如您有一份長達400頁的文件由台南送到台北而且必須最遲明天送到那麼您很可能會使用郵局快遞服務。不過要處理這個傳送您還必需要使用郵局快遞的信封和地址。同時您必需提供發信人和接收人的地址當然少不了您那400頁文件啦。 在您的網路上從一台電腦傳送數據到另一台電腦也需要相同的資料它需要您的發送端地址接收端地址和數據數項資料。正如剛剛所述這些資料都包含在封包裡面了。邏輯形態就接管著如何將這封包在網路中傳輸了。 首先邏輯形態會判定這個封包的格式一如您必須按網路郵址來填寫地址一樣。您必須使用網路能夠明白的地址格式。 邏輯形態會判定有多少數據需要

9、攜帶一如郵件快遞也有規定一個標準信封只能最多裝30頁文件一樣。 然後邏輯形態會判定使用什麼方法來追蹤在網路傳輸的封包。有些邏輯形態則不會追蹤封包而假設一切無誤有些則會對路徑中的每一個步驟進行追蹤。 如果您已經聽過乙太網(Ethernet)或者令牌環(Token Ring)其實您已經接觸過邏輯形態了。每一種邏輯形態常常會和網路物理形態聯係起來但物理形態卻不一定就是邏輯形態。如下圖在物理上面我們可以說它是一個 Star 網路形態然而在邏輯上它卻很可能是 Token Ring 網路形態。 在後面我們將會對不同的邏輯形態進行講述包括它們各自的優缺點。這是一個非常重要的題目因為不同類型的網路形態會影響到

10、您需要在您的網路安裝什麼類型的網路卡。在一個複雜的網路裡面可以由好幾種不同類型的網路形態共同組成。 （四）、網路連線設備網路卡 如果您還記得在電腦基礎裡面的知識在設定任何插卡的時候我們都需要知道它的IO和IRQ(有些還需要DMA)等設定。因為網路卡可以說是我們進入網路世界之門如果網路卡不工作那麼您也就被屏之門外了。所以首先要選擇和安裝好網路卡是非常重要的一關。 現在的網路卡多會帶有一張磁片除了裡面提供了給不同作業系統使用的Driver之外應該還有一個設定程式的。它可以用來設定網卡的IOIRQDMA或是使用PnP也可以設定連線類型比如BNCRJ45或AUTO同時還可以選擇使用Boot ROM與否

11、。有些還帶有測試程式來確定網卡是否正常工作。 正如前面所述不同的網路形態會決定不同的網路卡但不管使用何種類型的網路卡關鍵的還是它是工作的而且還要考慮到它的穩定性和速度。現在市面上通常見到的是Ethernet 10/100網路卡那個10/100就是速度也可以說是傳輸量100Megabits/每秒注意千萬不要將Mbps和MBps搞混了因為前者是每秒Millions of bits而後者是每秒Millions of bytes (1byte=8bits相差8倍之多哦 Byte是電腦的運算單位而bit則是網路的傳輸單位要注意分清楚)。那個10/100的意思就是支持10Mbps和100Mbps兩種速度的

12、網卡。以前10/100Mbps網卡的價錢比單純10Mbps的網卡貴幾乎十倍價錢不過現在它們的價錢也相差不多了(當然名牌子的10/100網卡還依然很貴)。 要連上網路首先要設定好網路卡。 網路線 雖然網路卡設定好了離開網線什麼地方也接不上去。選擇一個網路線系統也要考慮到很多因素比如您的網路架構 - 您需要什麼樣的物理形態和邏輯形態什麼樣的網路線既不會超支預算又可以符合傳輸要求(速度和距離)您需要什麼樣的接頭來連接它們等等。同時不同類型的數據要求(如純文字大量的圖片影象和語音等)以及電腦之間的距離長短也會影響到網路線的取材。 網路線也有分好幾種類型 雙絞線(Twisted Pair Cable)

13、通常由兩對或四對相互纏繞的銅線組成。為什麼要把線纏繞著呢因為任何電流流經導體都會產生電波干擾(RFI Radio Frequency Interference)但是如果兩條線相互的旋轉纏繞著的話彼此產生的干擾就會相互抵消掉。雙絞線還分為屏蔽雙絞線(STPShielded Twisted Pair) 和非屏蔽雙絞線(UTPUnshielded Twisted Pair)。其唯一分別是STP有一個導電金屬層將所有雙絞線保護起來提供更透徹的抗干擾能力。當然STP比UTP要貴多了但在一些UTP實在應付不來的場合裡還是物有所值的。它們的外觀分別如圖 Elecrtonics Industry Associ

14、ation (EIA), Telecommunications Industry Association (TIA), 和 National Electrical Manufacturers Association (NEMA) 等機構對雙絞線建立了5個標準等級。按照等級高低級數越高其每英尺的絞接數目也越多抗干擾能力也越強。這5個種類分列如下 CATEGORY1這是一種從1983年就被廣泛使用的老式電話線它不適合於任何高速數據傳輸只不過其得名於將線絞接起來而已。 CATEGORY2此種線可以傳輸高達4Mbps的數據它擁有兩個特性 1) 在一英尺直線距離最少有3個絞接。 2) 沒有任何兩對線是相

15、同的絞接色樣的這可以降低線線之間的交叉對講(crosstalk)。比如其中一對線在每英尺之內使用了3個絞接而另外一對則使用31/8個絞接。 (注意其後的3個等級也具備這兩個特性只是要求更嚴格而已。) CATEGORY3這是您能夠由來做LAN網線的最低等級了它可以最高傳輸10Mbps的數據同時構造上面也要比CAT1和CAT2要好。 CATEGORY4可以用來給16Mbps的Token Ring網路使用的最低等級實際上對LAN而言最好將此等級作為最低等級了而非CAT3。 CATEGORY5無論在速度上和抗干擾能力上這個才是您真正需要的等級其最高傳輸速度可以達到100Mbps。 CAT5等級網線被指

16、定可以使用在FDDI (Fiber Distributed Data Interface)網路上面定義了如何將銅線和光纖在同一網路環境的整合。它被設計成為配合光纖導線而提供更好的多媒體(語音和影像)過載網路方案。 同軸網線(Coaxial Cable) 也稱為BNC網線(得名於Bayonet-Naur Connector)。其構造是中央是一條被隔離層保護著的銅導芯其外隔著一層絕緣體還有一層導體金屬網在最外層則是保護外皮。它有更好的屏蔽能力如果您需要比雙絞線更高的抗干擾要求但又用不起光纖的話Coaxial可以說是您的選擇。不過傳輸上面Coaxial只能最高有10Mbps。連接頭的 BNC 網線是

17、這樣的 Coaxial Cable也分為4類 Ethernet, 厚0.4英寸也常被稱為10Base5其標準由 Institue for Elecrical & Electronic Engineers (IEEE)制定。 RG-58A/U厚0.18英寸也常被稱為10Base2。 RG-59/U厚0.25英寸用在Cable TV和ARCnet(一種古老網路形態)上面。 RG-62/U厚0.25英寸用在ARCnet和IBM 終端上面。 要注意的是雖然後面三種網線差不多大小但卻是不可以調換使用的。而在這四種類型之中只有兩種是適合於LAN使用的10Base5和10Base2。我們使用這些名稱是有其意

18、思的其中的信息可以分拆成以下部份過載速度(頻寬)頻寬類型和信號在網線中行走的最長距離。 拿10Base5為例首先是速度10代表10Mbps這個前面解釋過了最後是信號距離5代表500米(大約1640英尺)然後是中間部份了頻寬類型。 何為頻寬呢沒得解釋就是頻寬而且越多越好。如果要形象地理解頻寬我們可以拿一條高速公路來做例子。如果此公路是四線行車的那麼汽車就好比是數據這樣就有四條傳輸數據的通道了。如果在交通在非繁忙時候每輛車以100KMph行走輕鬆有餘但在高峰期呢就跟台灣的高速公路差不多了。這情形跟網路的交通是一樣的解決方法有兩個一是在高峰期減少封包的傳輸例如利用工作排程將一些比較繁重的網路傳送工作

19、安排到晚上或非繁忙時間另一種方法就是增加頻寬了跟我們的MODEM從33.6Kbps換到56Kbps一樣。 而頻寬的分割方式也有兩種一種叫Broadband另一種叫Baseband。再以高速公路為例前者將整條公路併成一條線這樣可以容許比較大載量的卡車通過後者則將公路分成數條行車線可以允許幾部小車一次通過。如果貨物來到公路一端使用Broadband我們就用大容量的卡車一次出發一輛的運送不管誰的貨物也不管貨物多大都要排隊輪候如果利用Baseband我們就用小點的車分配給各人一條車道(但卻不可以轉換車道哦)這樣排隊的人就比較少了。這兩種方式各有其優缺點如果貨物都比較大而且目的地都相同的話Baseban

20、d比較有效如果貨物都比較散而且也送到不同的地方去則Broadband有效。但是如果貨物有時候多有時候少有些人多貨有些人少貨呢就變得很複雜了如果用Broadband那些多貨的人也要等前面那些少貨的先發送走了才輪到他但少貨的人卻可以早點完成運輸如果使用Baseband多貨的人就不用等少貨的人但少貨的人也比較晚完成運輸而且要是多貨的人不多那麼空出來的車道也就浪費掉了。 凡此種種都要視乎情況而定但車道一旦劃好了要改就不可能了。 好了那麼我們也應該知道10Base5裡面的Base是怎麼樣的頻寬了吧。不過在講到頻寬的時候我們還要了解一個概念就是流量即是資料每秒所流過的數量(以頻寬乘以時間為極限)。頻寬的流

21、量都是有極限的我們可以稱這個極限為100%飽和量。因為我們在網路中使用bit來做單位而電腦運算則以byte單位(1byte=8bits)所以在數值上流量只是頻寬的1/8。例如您使用56KMODEM來下載資料如果您發現程式顯示的是4Kps的話那麼您當時的流量就是50%了。 這裡我還要提醒一下10Base2的2並不是真正的200米準確來說應該是185米200只是取比較好聽的近似值罷了。而10BaseT的T則代表Twisted Pair。 光纖網線(Fiber Optic Cable) 到目前為止我們所介紹的都是以電子方式傳遞的介質而光纖網線則是以光為傳遞方式的介質它完全是不受電波干擾的。在這種網線

22、上光只在塑料或玻璃纖維裡面傳導其外面則由一層薄薄的被稱為cladding的外衣保護著然後整根或多根導線則隔著一層絕緣材料被包裹在塑膠外套裡面。請參考下圖 使用光纖的最大好處是其傳輸量大可達155Mbps傳輸距離遠信號有時候可以傳送好公里而不會削弱。所以光纖網線一般都會用來做高速網路的龍骨(Backbone)也通常是用來做長途電話通訊和FDDI的導線。光纖比起Coaxial和UTP來說也更難遭到竊聽所以也多用來傳送機密通訊。 光纖最大的壞處是價錢高而且架設費用也很高。不過近年來隨著光纖的普及其造價也急跌許多相信不久的將來使用光纖在辦公室架網恐怕也是很平常的事情。 無線網路 除了以上說的有形網線之

23、外。在某些特殊的環境中我們還可以使用無線技術將電腦連接起來。因為在一個網路工程當中線路鋪設所佔的成本是頗高的。如果工程結構比較複雜或因制度而令到網線鋪設費用過高的話使用無線通訊未嘗不是好的提案。當然無線網路對辦公室的物理環境影響最少節點的可移性也是非常吸引的。 在無線網路裡面每台電腦都必須要安裝特殊的網卡和天線來傳送和接收數據。但無線網路的傳輸能力暫時還差強人意大概只有242Kbps應付一般的文字檔案或許還可以要是傳送大量的圖片或音像則恐力有不逮了。不過現在新的IEEE802.11 PCMCIA標準已經可以達到1Mbps或2Mbps了。 網線接頭 BNC 假如您要使用Coaxial Cable

24、的話那您很可能需要BNC接頭了其形為圓狀後接Coaxial網線前面中間是根銅針外面是個可以旋轉的金屬環。在BNC連線上面您必須在網路的兩端使用50歐姆的終端電阻而且在網線和網卡之間必須使用T型接頭。它們的外觀如圖 連接BNC和T型接頭也很容易把接頭對准卡口套進去然後順時針擰上就可以了。您的手指應該會感覺到是否擰好了如果不確定重複試試就是了。這點很重要要是因為其中一個接頭沒寧好可能會導致整個BNC連線失敗哦。 不過BNC連線在使用上面被發現越來越多的弊端比如接頭不牢靠終端不穩定接頭與網線連接不好網線容易斷等等。其中最不好的是只有其中任何一部份出問題都可能會影響整個網路而且除錯也比較困難。(不同於

25、下面介紹的RJ45連線RJ45如果有問題只會影響有問題的機器而不會是整個網路)。 另外要是自己動手做BNC網線的時候要注意網線最短不能少於1米。 RJ-45 RJ-45接頭通常是給雙絞線使用的。其形狀很似我們日常使用的電話接頭不過體積比較大些而已。仔細數數接頭上面應該有8根銅線其另一邊是個可壓式的塑料卡荀當您把它插進網卡或牆跟的插座這個卡荀就會把接頭鎖好在插座裡面要取出來把卡口按下則可。從下圖您可以看出 RJ-45 接頭的模樣 使用RJ-45的連線必須使用集線器(HUB)所有的電腦都必須先接到HUB上面才可以彼此溝通。如果只是兩台電腦之間的連線您也可以不要HUB但您得為您的RJ-45接頭動動手

26、術將一端的第1線接到另一端的第3線一端的第2線接到另一端的第6線。方向是網線在接頭左邊銅線向自己(如上圖)從上到下數。 其它接頭 除了上面兩種我們比較常見之外還有諸如 D-Shell ConnectorToken Ring Connector和 Fiber Optic Connector等接頭不過這裡也就不一一說明了。 小結 我們可以在下面的列表中看看各網線的特征 網線類型 傳輸速度 傳輸距離 接頭類型 BNC RG58 10 Mbps 185 m BNC CAT3 UTP 10 Mbps 91 m RJ-45 / Token Ring CAT4 UTP 16 Mbps 91 m RJ-45 / Token Ring CAT5 UTP 100 Mbps 91 m RJ-45 / Token Ring CAT3 STP 10 Mbps 91 m RJ-45 / Token Ring CAT4 STP 16 Mbps 91 m RJ-45 / Token Ring CAT5 STP 100 Mbps 91 m RJ-45 / Token Ring Fiber Optic 155 Mbps 4827 m ST