Chapter 10

1-2 以規模大小區分網路 網路依規模大小可區分成三種類型：區域、都會與廣域網路。

1-2-1 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。

區域網路 由於區域網路的範圍較小, 所以可使用品質較高、速度較快的傳輸纜線。此外,區域網路的設備也都比較便宜, 一般小型企業甚至個人都可負擔得起。

1-2-2 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。

都會網路

1-2-3 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。

廣域網路

1-2-4 三種網路類型的比較 下表總結區域、都會與廣域三種網路類型的特性：

三種網路類型的比較 以上分類方式經常因人而異。例如：因為都會網路的規模介於區域網路與廣域網路之間, 彼此的分界並不是很明確, 所以有些人在區分網路類型時, 只分成區域網路與廣域網路兩類, 而略過都會網路。

1-3 以作業方式區分網路 依作業的方式可將網路區分為對等式 (Peer-to-peer) 與主從式 (Client-to-Server) 兩種網路。主從式網路中的電腦可分為用戶端 (Client) 與伺服器 (Server),用戶端可對伺服器要求資源。對等式網路則是每部電腦可同時扮演用戶端與伺服器的角色, 可提供資源給其他電腦, 也可以向其他電腦要求資源。 雖然理論上可區分上述兩種網路作業方式, 不過在實務上, 大多數的網路系統都結合了這兩種方式, 可稱為混合式網路。

何謂伺服器？ 在網路上常提到『伺服器』這個古怪的名詞, 許多人卻搞不清它究竟是何意義？且讓我們先釐清這個重要的概念吧！伺服器一詞係譯自英文的 Server, 原意代表服侍者、提供服務的人, 例如：旅館、餐廳裏的服務生。 若套用到電腦環境, 通常是指提供服務的電腦, 例如：網路上有 A 、B 、C三部電腦, 其中 C 電腦提供自己的印表機與硬碟給 A 、B 兩部電腦使用, 於是 C 電腦便扮演了印表機伺服器與檔案伺服器兩種角色；至於 A 、B 這兩部享受服務的電腦, 則稱為用戶端 (Client)。

1-3-1 對等式網路 最簡單的網路型態便是對等式網路。在等對式網路中, 每部電腦都可以扮演用戶端與伺服器的角色。在此種網路中, 沒有集中式的資源儲存系統。資料與資源分散在整個網路上, 每個使用者都可將資源分享出去, 供其他電腦使用。

對等式網路

對等式網路的優點 對等式網路最大的優點在於架設容易, 且成本低廉。 對等式網路適合用在 10 部電腦以下的小型網路, 例如：家庭辦公室或個人工作室等等。 由於對等式網路不需要功能強大的專屬伺服器, 所以架設這類網路的成本也較低。安裝過程相當容易。 只要具備了網路卡、網路線 (或其他傳輸媒介)、作業系統, 將數部獨立的電腦連接起來即可架設對等式網路。

對等式網路的缺點 當網路規模大於 10 部電腦時, 對等式網路便會露出左支右絀的窘境。 試想在一個由 20 部電腦所組成的對等式網路中, 若每部電腦皆分享兩、三種資源, 要從這麼多的資源中找出您要的資訊, 將是一件曠日費時的事情。 此外, 在對等式網路中, 每個使用者都必須了解分享資源的方法, 換言之, 對使用者的要求較高。當使用者人數眾多時, 教育訓練的工作勢必大為增加。

對等式網路的缺點 對等式網路的管理也是一個大問題。由於資源分散在網路上的各部電腦, 等於是一種『無政府狀態』。 對於網路管理員而言, 要管理這些分散各處的資源, 幾乎是不可能的任務。

1-3-2 主從式網路 在主從式網路中, 會有一部或數部伺服器, 專門提供用戶端電腦所需的資源。 這些伺服器會以其提供的服務為依據, 配備較好的硬體設備。 例如：提供檔案資源的伺服器可能配備容量較大、存取速度較快、且較耐用的硬碟等等。

主從式網路

主從式網路的優點 與對等式網路相比較, 主從式網路最大的優點即是適用於較大的網路, 例如：10 部以上電腦所組成的網路環境。 由於主從式網路的資源集中放在伺服器上, 無論是存取或管理, 都比對等式網路來得容易。 對於網路管理員而言, 只要設定好為數有限的伺服器, 即可妥善管理網路上所有的資源。

主從式網路的缺點 主從式網路的主角是伺服器。一般而言對於伺服器的要求較高, 例如：必須能長時間開機運作。因此, 伺服器等級的電腦也都較為昂貴, 對於許多企業來說, 是一筆不小的負擔。 此外, 伺服器上的作業系統或應用程式通常較為複雜, 管理員必須受過專業的訓練, 才能妥善地管理伺服器。

1-3-3 混合式網路 上述對等式與主從式網路的區分, 比較偏向於理論, 在實務上通常是兩者混合使用。 以小型辦公室而言, 可能架設一部或兩部伺服器, 專門存放重要的資料或執行重要的應用程式, 其他電腦則作為用戶端。 但是, 這些用戶端電腦仍然能夠分享彼此之間的資源, 此時將資料夾分享出來的用戶端, 也同時扮演伺服器的角色。因此, 整個網路同時以對等式與主從式兩種方式在運作。

混合式網路

第 2 層：鏈結層 此層的主要工作包含以下 3 項： 同步 網路上可能包含五花八門、不同廠牌的裝置, 沒人敢肯定所有裝置都能同步作業。因此鏈結層協定會在傳送資料時, 同時進行連線同步化, 期使傳送與接收雙方達到同步, 確保資料傳輸的正確性。

乙太網路定址 本節介紹乙太網路如何定址：使用燒在每片乙太網路界面卡 (network interface card, NIC) 中的媒介存取控制 (Media Access Control, MAC) 位址。 MAC 位址又稱為硬體位址, 是 48 位元 (6 位元組) 的位址, 以十六進位格式表示。 圖 1.19 是 48 位元的 MAC 位址, 以及其中的位元分割方式。

乙太網路定址 具組織唯一性的識別子 (organizationally unique identifier, OUI) 是由 IEEE 指定給各組織, 包含 24 位元 (3 位元組)。 每個組織再統籌管理, 為所製造的每片界面卡指定唯一 (理想上, 但不保證) 的位址 (24 位元, 亦即 3 位元組)。

乙太網路定址 圖中的高階位元是個人 / 團體 (individual / group, I / G) 位元。 當其值為 0 時, 就可以假設該位址確實是某裝置的 MAC 位址, 並且可以出現在 MAC 標頭的來源部份。 當其值為 1 時, 則可以假設該位址是乙太網路的廣播或多點傳播位址, 或是 TR 與 FDDI 網路的廣播或功能位址。 下一個位元是 G / L 位元 (又稱為 U / L, 其中的 U 代表 universal)。

乙太網路定址 當此位元設為 0 時, 代表這是由 IEEE 統籌管理的位址；當此位元設為 1 時, 則代表這是本地管理的位址 (例如 DECnet 習慣的做法)。 乙太網路位址的低階 24 位元代表由製造商指定的編碼, 通常生產的第 1 片卡是從 24 個 0 開始, 到最後一片 (第 16, 777, 216 片) 則全部為 1。 實際上可以發現, 許多製造商就使用這 6 個 16 進位數字來當作該界面卡序號的最後 6 個字元。

乙太網路訊框 資料鏈結層要負責將位元 (bit) 組合成位元組 (byte), 並且將位元組組合成訊框 (frame)；資料鏈結層使用訊框來封裝從網路層傳下來的封包, 以便在某種媒介存取中傳輸。 乙太網路工作站的功能是利用所謂 MAC 訊框格式的一組位元, 在彼此之間傳送資料訊框。 這個功能利用循環冗餘查核 (Cyclic Redundancy Check, CRC) 來提供錯誤偵測。 請記住, 僅只是錯誤偵測, 不是錯誤矯正。