網路技術 NETWORKING TECHNOLOGIES

學習目標 描述電信系統的元件 比較各種不同類型的傳輸媒體 識別並解釋不同種類的電腦網路 識別並描述在網路上使用的主要硬體裝置的角色 描述網路協定的重要性，並知道在商業上主要使用哪幾種 識別並描述在網路上使用的軟體的角色 描述電信服務的功能 解釋網路規劃的重要性，以及網路計劃裡的主要元件

LEARNING GOALS Describe the components of a telecommunications system. Compare and contrast the various types of transmission media Identify and explain the various types of computer networks. Identify and describe the role of the major hardware items used in networks. Describe the importance of networking protocols and identify the major ones used in business. Identify and describe the role of software used in networks. Describe the function of telecommunications services. Explain the importance of network planning and the major components of a network plan.

Bead Bar的網路需求 Meredith：如果不在房子內佈線，要如何架設網路? Suzanne：需要連結所有的工作坊 Leda：網路可以讓我們與經銷商更容易交換想法 Mitch：從任何地點遠端存取公司的網路 Julia ：壓低成本，並改善與所有工作坊之間的連繫和資料收集 Miriam：電子銷售資料和行銷資料 Rachel ：利用工作流程系統來減少紙張作業 Jim：使用電子表單代替紙張表單

電信系統Telecommunications Systems 目的 – 將資料從一個地方傳送到另一個地方 Purpose – to transmit data from one location to another 語音資料 電腦資料 影像資料 Video data 任何資料 主要元件 Major components 傳輸媒體 Transmission media 網路拓樸 Network topology 資料傳輸硬體 Data communications hardware 通訊協定 Protocols used in system 網路軟體 Network software 電信服務 Telecommunications services

網路傳輸的資料格式 Data Format for Network Transmission 在電腦中的資料是數位的 Data inside computers is in digital form 網路以兩種型式來傳輸資料 類比 Analog – 電話語音 數位 Digital – 透過 ISDN 電話線來傳送資料 類比網路不能傳送數位資料 大多數現有的電話系統都是類比網路 將數位資料轉為類比格式（當需要時） 調變 Modulation 振福調變 頻率調變 在傳輸的一端轉換，在另一端復原 調變–解調變, 簡寫為 modem (數據機)

數據機如何運作 How Modems Work 圖5.1 調變和解調變

頻寬 Bandwidth 傳輸媒體容量的測量單位 The measure of capacity of transmission media 每秒多少個位元(Bits per second，bps) 每秒多少個千位元(Kilobits per second) 數據機透過電話線來傳輸 每秒多少個百萬位元(Megabits per second) 區域網路 Most existing local area networks 每秒多少個十億位元(Gigabits per second) 高速資料網路 Internet 骨幹

網路媒體 Network Media 實體媒體 Physical media 電子訊號 Electrical signal 銅線 雙絞線 電話系統 區域網路 同軸電纜 訊號干擾 光訊號 Optical signal 光纖纜線 有金屬包覆的玻璃纖維 使用雷射當作光源 非常快速 實體媒體需要佈設纜線 Physical media require installation of cable 昂貴 費時

圖5.2 實體媒體種類

網路媒體 Network Media 無線媒體 Wireless media 無線射頻 Radio frequency 低功率的無線電波 會被電磁波干擾 很容易被窺探 有很多標準 IEEE 802.11a、b 和 G 距離有限 微波 Terrestrial microwave 塔 衛星 高地 – GEO 中地同步 – MEO 低地同步 – LEO 紅外線 Infrared 短距離，而且必須在視線可及範圍內

媒體種類和速度 Media Types and Speed

電腦網路Computer Networks 兩台或更多台電腦為了共用資料而連線所組成 檔案分享 File sharing (e.g. MP3) E-mail 資料庫共用 Database sharing 電腦必須連結到網路媒體 網路介面卡(Network interface card，NIC) 每張網路卡都有一個唯一的位址Each NIC has its own unique address 連接到網路之後，電腦（或其它裝置）變成一個網路節點(node)

在網路中傳輸資料 Transmitting Data in a Network 電路交換網路Circuit switched network 想要溝通的兩點必須要直接連線 保證訊息可以通過 任何 一個區段故障，整條電路就不通了 封包交換網路 Packet switched network 傳輸資料會被切分成小塊，被稱為封包 (packet)。每個封包包含了目的地的位址和封包編號 特別的網路硬體會將封包轉送到目的地，然後再重組 與電路交換網路相較，有較大的錯誤容忍度

網路拓樸Network Topologies 網路元件之間各種不同的組態方式 The configurations of network components 常用的網路拓樸Widely used network topologies 匯流排Bus 星狀 Star 環狀 Ring 網狀 Mesh 樹狀 Tree 混合式 Hybrid

匯流排拓樸Bus Network Topology 最簡單的一種網路拓樸 所有的裝置都連接到一個中央纜線 比較便宜 容易擴充 纜線壞掉了，整個網路就會停擺 匯流排拓樸是企業最常用的拓樸 See next fig.

匯流排拓樸(續)

星狀拓樸 Star Network Topology 星狀拓樸是以一個叫做集線器(Hub)的裝置為中心 每個裝置都是連線到集線器 容易安裝和更新 集線器壞掉了，整個網路就會停擺 集線器也可能成為瓶頸 See next fig.

環狀拓樸 Ring Network Topology 每個節點會連接到另外兩個節點而形成環狀 與匯流排類似，但是兩端有相連 比匯流排或星狀更可靠 如果一個節點故障，資料會跳過故障的節點 昂貴而且安裝困難 通常只有負擔得起的大型組織才會使用，而且對它們來說，可靠度是非常重要的 See next fig.

網狀拓樸Mesh Network Topology 每個裝置都與其他裝置直接連線 快速 可靠 不會有集線器或匯流排故障 如果有一個裝置故障，只有那個節點會受到影響 昂貴 每個節點必需要與其它所有節點連線 增加節點困難 如果有一個32個節點的網狀網路，你想要增加一個新節點，那你需要增加多少新纜線? 32 nodes Add new 33rd node New node must connect to all 32 existing nodes, therefore 32 cables to add

樹狀拓樸 匯流排和星狀的結合 Combination of bus and star 兩個或更多的星狀網路使用匯流排當作骨幹來連接 Two or more star networks connected using a bus for the backbone

混合式拓樸Hybrid Topologies 組合兩種以上的拓樸 區域網路使用匯流排，而校園網路的骨幹使用環狀網路將區域網路連結在一起 Combine two or more of the other topologies Bus used for LANs and ring used for campus backbone linking LANs together

圖5.8 簡單的校園網路

網路架構Network Architecture 定義網路在概念層面如何運作 Defines how network functions at a logical level 兩種主要類型 主從式(Client-server) 對等式(Peer-to-peer，P2P)

主從式架構 Client-server Network Architecture 節點不是伺服器就是用戶端 用戶端使用服務 伺服器提供服務 共用資料 E-mail 列印 傳真 在用戶端節點上的用戶端軟體，與在伺服器上的伺服器軟體協同運作 WWW 是最大的主從式應用

對等式網路架構 Peer-to-Peer Network Architecture 在網路上的所有節點都是平等的 每一個節點可以同時是用戶端或伺服器 Napster 就是一個對等式網路的範例，用來分享MP3檔案 Windows 的印表機和檔案共用是使用P2P

圖5.6 網路架構

區域網路(Local Area Networks，LANs) 範圍只有在單一建築或很靠近的幾棟建築內的電腦網路 部門 樓層 小型辦公大樓 提供資源的共用Provides access to shared resources 伺服器Servers 印表機Printers 資料庫Databases Internet 連線Internet access

大型網路Larger Networks 園區網路(Campus area network，CAN) 把有限地理範圍內的區域網路連線在一起 校園 工業園區 軍事基地 都會網路(Metropolitan area network，MAN) 在一個鎮或城市以內 廣域網路(Wide area network，WAN) 兩個地理距離分隔遙遠的網路，透過公共的電信網路連線

資料通訊硬體 Data Communications Hardware 集線器Hub 數據機Modem 路由器Router – 在封包交換網路中的一個特別的硬體，用來決定封包傳送的最佳路徑 閘道器 Gateway– 將資由一種標準轉換到另一種標準；讓異質網路可以互相連線

通訊協定Protocols 網路中的通訊規則協議 TCP/IP Internet所使用的一組通訊協定 傳輸控制協定(Transmission Control Protocol，TCP) 提供Internet上兩個節點可靠的資料傳輸服務 網際網路協定(Internet Protocol，IP) 定義Internet上封包派送的機制 企業廣泛使用於內部網路

通訊協定 (續) 乙太網路(Ethernet) Ethernet 一組在區域網路中傳送訊息的規則 在區域網路中，是最廣為使用的通訊協定 傳送前先聆聽 簡單 便宜 有彈性 碰撞 大量的訊息會降低傳輸速度

通訊協定 (續) 記號環(Token Ring) 也是一組在區域網路中傳送訊息的規則 同一時間內，只能有一個節點傳輸資料 複雜 昂貴 錯誤容忍度比乙太網路好 沒有碰撞 大量的訊息不會影響傳輸速度

網路軟體Network Software 網路作業系統Network operating system Novell NetWare Microsoft Windows Server 2003 網路管理軟體Network management software 幫助確保網路的安全 監看效能 幫助管理者重新設定網路組態 遠端管理和軟體派送技術 網路監看軟體Network monitoring software 封包監看 – 看網路上流動的封包 鍵盤輸入監看 – 看使用者在做什麼

電信服務Telecommunications Services 加值網路 (Value Added Network，VAN) 使用公共電路建立的專屬網路 提供加值服務 視訊會議 電子資料交換 (EDI) 虛擬私有網路 (Virtual Private Network，VPN) 使用加密技術來傳送資料，提供網路節點間，一個安全的點對點連線 不透過撥接線路來遠端存取內部網路 專線 高速、長途的資料傳輸

專線的比較

Bead Bar 公司案例 Bead Bar 可以如何使用網路技術? Meredith – 無線網路連線 Suzanne – 將所有的工作坊連線到組織內的軟體 Leda – 讓經銷商可以遠端存取組織內的軟體 Mitch – 我們在遊輪上也可以存取嗎? Julia – 無線網路的本益比 Miriam – 快速的銷售和庫存資料傳輸可以改善庫存控制 Rachel – 改善效率 Jim – 我們需要一個網路管理者嗎? 關於使用和存取網路的新政策和流程應該如何?

學習目標摘要 next 電信系統的元件 比較各種不同類型的傳輸媒體 識別並解釋不同種類的電腦網路 識別並描述在網路上使用的主要硬體裝置的角色 網路協定的重要性，並知道在商業上主要使用哪幾種 識別並描述在網路上使用的軟體的角色 電信服務的功能 網路規劃的重要性，以及網路計劃裡的主要元件

In this chapter you have learned: The components of a telecommunications system To compare and contrast the various types of transmission media To identify and explain the characteristics of various types of computer networks To identify and describe the role of the major hardware items used in networks The importance of networking protocols and identify the major ones used in business To identify and describe the role of software used in networks The function of telecommunications services The importance of network planning and the major components of a network plan