Networking for Home and Small Businesses – Chapter 4 透過ISP連接到網際網路 Networking for Home and Small Businesses – Chapter 4
課程目標 說明何謂網際網路 (Internet) 及如何透過網際網路服務供應商 (ISP) 連接上網際網路 說明資料是如何利用網際網路服務供應商經網際網路傳送 認識網際網路服務供應商的網路維運中心的元件 認識網路維運中心如何利用不同型態的網路纜線及接頭來連接設備 瞭解雙絞線的組成與端點接頭並決定所需的網路纜線型態
網際網路 Internet
網際網路 Internet Internet 是由大量的網路所組成，並不屬於任何個人或組織 管理 Internet 的單位 網際網路協會 ISOC (http://www.isoc.org/isoc) 網際網路基礎架構委員會 IAB (http://www.iab.org) 網際網路工程工作小組 IETF (http://www.ietf.org) 網際網路研究工作小組 IRTF (http://www.irtf.org) 網際網路編號指派機構 IANA (http://www.iana.org) 網際網路統計: http://www.infoplease.com/ipa/A0873826.html
網際網路服務供應商 ISP 任何想要連接到 Internet 的家庭、企業或組織都必須使用 Internet 服務供應商 (ISP) ISP 的規模有大有小，其服務的領域也各不相同。ISP 採用的連接技術與提供的連線速度也各有差異。知名的 ISP 包括中華電信、Seednet、AOL、EarthLink 和 Roadrunner 等
網際網路服務供應商 ISP
ISP與網際網路的關係
ISP與網際網路的關係
連接ISP方式的不同選擇 ISP 提供連接 Internet 的多種方法，取決於所在位置和所需的連線速度
連接ISP方式的不同方法
ISP 服務等級 根據 ISP 和連接技術的不同，可使用的服務也有所不同 使用者與 ISP 之間的合約決定了可使用的服務類型和等級 家庭服務價格較低，所提供的服務規模也較小 企業級服務價格較為昂貴，但連接速度更快、Web 空間更大、電子郵件帳戶也更多 企業服務還包括 ISP 與客戶之間的協議，其中會特別指定網路可用性、服務回應時間等項目。此類協議稱為「服務等級協議」(SLA)
ISP 服務等級
ISP 服務等級 資料傳輸分為兩種情況：上載或下載 如果下載傳輸速率與上載傳輸速率不同，我們將這種形式稱為非對稱型。若兩個方向的傳輸速率均相同，則稱為對稱型
網際網路協定 (IP) 的重要性 網際網路上的主機要相互通訊，必須執行網際網路協定 (IP) 軟體 IP 通訊協定是統稱為 TCP/IP（傳輸控制協定/網際網路協定）的一組通訊協定中的一種 網際網路協定 (IP) 使用封包來傳送資料 每個 IP 封包必須包含有效的來源和目的 IP 位址 IP 定義了來源和目的 IP 位址的結構 包括 IP 在內的所有網際網路協定都是在帶有編號識別的標準文件中定義的，此類文件稱為 RFC
IP 封包 IP 封包的開始處有一個標頭，其中包含來源 IP 位址與目的 IP 位址 IP 封包有時也稱為 datagram 網際網路上的 IP 位址必須唯一 IP 位址由專門的組織負責分配，以確保這些位址不會重複 家庭、小型企業或其他組織從其 ISP 處獲得 IP 設定
ISP 如何處理封包 資料在透過 Internet 傳送之前，會被劃分為若干個封包 乙太網路環境下，IP 封包的大小在 64 至 1500 位元組之間，其中主要包含使用者資料 透過網際網路傳送封包時，ISP 會判斷該封包是傳送到該 ISP 網路的本地服務還是傳送到其他網路的遠端服務 每個 ISP 都擁有針對其網路的控制中樞，稱為網路維運中心 (NOC) NOC 通常控制著通訊流量，並提供諸如電子郵件和 網站代管之類的服務
ISP 如何處理封包 每個 ISP POP 中的路由器都使用 IP 封包的目的地址來選擇在網際網路中傳送的最佳路徑 傳送到 ISP POP 的封包先由路由器在該 ISP 的網路中轉送，然後再由其他 ISP 的網路中轉送。這些封包穿過一個又一個的路由器，直到達最終目的地
ISP 如何處理封包
在網際網路中轉送封包 有些網路公用程式可用來測試與目的裝置的連通性 ping 公用程式測試來源裝置與目的裝置之間的連通性 traceroute 公用程式可追蹤來源裝置與目的裝置之間的路由 封包在傳輸過程中每經一個路由器稱為一跳躍 Traceroute 顯示沿途的每一跳躍，以及每一跳躍所花的時間 在 Windows 環境中，traceroute 公用程式稱為 tracert
traceroute
網路雲 人們常常用網路雲 (cloud) 來代表網際網路或任何其他複雜的網路，而不會顯示連接的細節
ISP NOC 維運中心的設備 CMTS (Cable Modem Termination System) DSLAM (DSL Access Multiplexer)
網際網路雲中的設備 ISP 機房中的裝置類型取決於其所其網路所使用的技術 大部份設備為路由器與交換器 ISP 所使用的網路設備必須能夠以極快的速度處理大量通訊且幾乎必須24小時運作。因此，ISP 所使用的大多數設備都是帶有備援功能的高階、高速設備 家庭或小型企業環境中所使用的網路設備相對較為低階，無法處理較大的流量 整合路由器 (ISR) 可執行多種功能，包括：無線 LAN 存取點、交換、路由、防火牆以及各種位址功能
實體與環境的需求 家庭或小型企業網路流量較小，且不提供任何傳輸服務。 ISP 則需要使用多種不同的設備並需要處理大量通訊，因此必須採用極為可靠的設備來處理負載。 儘管這兩種網路差異極大，但兩者都需要一種可供設備穩定可靠且不間斷運作的環境
實體與環境的需求 在 ISP 網路中，需要對數千條電纜進行管理。其中不僅包括銅導線的電纜，還有光纖與電源電纜
常見的網路纜線 要進行通訊，必須有來源、目的以及某種類型的傳輸通道。通道（或媒體）提供傳送資訊的路徑 在網路世界中，媒體通常是某種類型的纜線 若為無線網路，媒體也可以是電磁波 有線之纜線可分為兩類 金屬電纜一般為銅材質，使用電子訊號來傳輸資訊 光纖由玻璃或塑膠製成，使用光訊號來傳輸資訊
常見的網路纜線
雙絞線 雙絞線電纜由一對或多對絕緣銅線構成，這些銅線相互絞在一起，外面包裹著一層防護層 與所有銅質電纜類似，雙絞線使用電子訊號來傳輸資料 資料傳輸對干擾或雜訊很敏感，干擾或雜訊會導致纜線的資料速率下降。雙絞線電纜容易受到電磁干擾 (EMI) 的影響 多條電纜在很長一段距離中被捆綁在一起，還會產生另一種干擾 — 串音 (crosstalk) 串音是指訊號從一條纜線洩漏出去，並導入臨近的電纜中 在雙絞線佈線中，每單位長度的絞的數量決定了纜線的抗干擾能力 用於傳輸電話流量的Cat 3 雙絞線每英呎絞繞 3 至 4 次 用於資料傳輸的Cat 5 雙絞線每英吋絞繞 3 至 4 次，抗干擾能力較強
訊號的干擾
雙絞線的種類 雙絞線電纜分為三種類型：非遮蔽式雙絞線 (UTP)、遮蔽式雙絞線 (STP) 和外遮蔽式雙絞線 (ScTP) 各類的資料傳輸用 UTP 纜線一般都使用 RJ-45 連接器作為端點接頭
同軸電纜 同軸電纜也是以電子訊號的形式傳輸資料 其遮蔽能力高於 UTP 相較於 UTP，同軸電纜安裝較麻煩、成本較高、較難進行故障排除
光纖 光纜使用光訊號傳輸資料，主要用於企業環境或大型資料中心 光纜由玻璃或塑膠製成，這兩種材料都不導電 不受 EMI 的影響，適於安裝在干擾較強的環境中 光纜支援較高的頻寬，十分適合高速資料骨幹
光纖 單模與多模光纖
佈線的標準
TIA/EIA 568 佈線標準 雙絞線電纜是網路安裝中最常用的電纜 TIA/EIA 組織定義了兩種不同的佈線方式，稱為 T568A 和 T568B
直通與交叉電纜
UTP線的接頭
雙絞線的佈線
雙絞線的佈線
纜線測試工具
有問題的纜線
專用的測線器 專用的測線器可提供額外的資訊，例如衰減級別和串音級別等。 衰減 串音 通常也稱為插入損失，是表示訊號強度下降量的一般性術語 訊號透過任何媒體傳輸都會發生自然衰減。衰減限制了可用於傳送訊息的網路電纜長度 測線器測量衰減的方法是：在一端發射一個訊號，然後在另一端測量該訊號的強度。 串音 串音是線對之間的訊號干擾 若是在發射端測量的此值，則稱為近端串音 (NEXT) 若是在電纜的接收端測量的此值，則稱為遠端串音 (FEXT)
佈線的最佳作法 網路中使用的電纜類型和元件必須遵循該網路適用的標準 電纜標準指定了不同類型電纜的最大長度，應始終遵循適用於所安裝電纜類型的長度限制。 如同所有銅材質電纜一樣，UTP 容易受到 EMI 干擾。因此安裝電纜時，應使之遠離諸如高壓電纜和日光燈之類的干擾源。在某些環境中，需要將網路纜線安裝在管線中，以防遭受 EMI 和 RFI 干擾。 錯誤的接頭和劣質電纜與連接器也會降低電纜的訊號承載能力。務必遵循電纜端接的製作規則，並進行測試以確保端接製作正確。 測試所有電纜安裝，以確保連接和工作的正常。 安裝時為所有電纜貼上標籤，並在網路文件中記錄電纜的位置
結構化佈線
總結 網際網路是世界範圍內電腦網路的集合 網際網路協定 (IP) 控制了資料封包在網際網路上傳輸的定址結構 ISP 使用的網路設備都是高階、高速、且具有備援的裝置. 家庭網路可使用具有交換與路由功能的多功能裝置 網路使用的實體纜線必須遵照標準進行佈設與製作接頭. 佈線的最佳作法是被設計來降低衰減及串音