網路基本概念 本章主要是為讀者建立有關網路的基本知識, 作為後續章節的基礎。首先我們會說明網路的基本概念, 接著介紹網路的各種類型與相關的作業系統, 最後則是介紹 OSI 與 DoD 等兩種網路模型, 讓讀者能進一步了解網路運作的方式。

Presentation on theme: "網路基本概念 本章主要是為讀者建立有關網路的基本知識, 作為後續章節的基礎。首先我們會說明網路的基本概念, 接著介紹網路的各種類型與相關的作業系統, 最後則是介紹 OSI 與 DoD 等兩種網路模型, 讓讀者能進一步了解網路運作的方式。"— Presentation transcript:

1 網路基本概念 本章主要是為讀者建立有關網路的基本知識, 作為後續章節的基礎。首先我們會說明網路的基本概念, 接著介紹網路的各種類型與相關的作業系統, 最後則是介紹 OSI 與 DoD 等兩種網路模型, 讓讀者能進一步了解網路運作的方式。

2 網路的功用 資訊產品的特徵之一便是買得愈早賠得愈多, 網路設備自然也不例外。3Com 的網路卡到了 90 年代中期已經跌到 100 美元左右的價位, 台灣製造的網路卡更是物美價廉。 隨著設備成本的降低, 加上電腦數目不斷增加, 處理的資料也愈來愈大, 『磁碟片網路』逐漸無法滿足需求, 網路時代終於宣告來臨了。

3 網路的功用 電腦之間透過網路可以分享檔案、裝置、甚至應用程式等等, 這些統稱為網路資源。以下列出一些在網路上常分享的資源。

4 網路的功用 檔案 網路上最早出現, 也是最常見的作業便是交換檔案。檔案交換的基本原理雖然簡單, 但卻衍生出許多種應用, 從 Windows 平台上的『資料夾分享』、到網際網路上的檔案上傳與下載, 皆可視為檔案交換的應用。 由於檔案儲存在硬碟、磁碟片、光碟片等儲存媒體, 因此分享檔案等於是讓其他使用者可以透過網路來存取這些媒體上的檔案或資料夾。

5 網路的功用 週邊裝置 網路上的電腦彼此之間除了分享儲存裝置上的檔案外, 也可分享其他的週邊裝置,其中最常見的便是印表機。只要網路上有一部電腦安裝了印表機, 其他電腦便可透過網路使用該印表機。除了印表機之外, 只要作業系統支援, 許多週邊裝置也都能在網路上分享, 例如：傳真機、掃瞄器等等。

6 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。

7 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。

8 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。

9 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。

10 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。

11 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。

12 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。

13 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。

14 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。

15 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。

16 1-4 網路作業系統 個人電腦上的網路作業系統 (Network Operating System, NOS) 最早只是附加在既有的作業系統上, 以提供網路通訊的功能。 因此, 早期的網路作業系統其實不能算是真正的作業系統, 只是外掛在作業系統上的通訊軟體。 例如：可外掛在DOS 或 Windows 3.x 上的 Lan Manager, 算是這類網路作業系統的代表。 不過, 沒多久之後即出現了真正的網路作業系統, 亦即網路功能與作業系統整合, 成為作業系統的一部份。

17 網路作業系統 為了因應主從式網路中伺服器與用戶端功能上的差異, 各廠商開發網路作業系統時, 可能會有下列兩種版本： 適用於用戶端的版本
這類版本通常僅提供基本的網路功能, 價格也比較便宜, 例如：Windows NT Workstation、Windows 2000 Professional、Windows XP 、Windows Vista 等等。 請讀者注意, 這類版本的網路作業系統通常仍具有分享資源的功能, 以便在對等式網路中與其他電腦共享資源。

18 網路作業系統 適用於伺服器的版本 這類版本通常具有較多的網路功能, 可提供許多種網路服務, 價格大多比較昂貴,例如：Windows NT Server、Windows 2000 Server、Windows Server 2003、Windows Server 2008 與 Linux (免費) 等等。

19 網路作業系統 以下將介紹數種常見的網路作業系統。
伺服器版本的網路作業系統應該包含何種功能, 完全視開發廠商的策略而定。例如：微軟的網路作業系統雖然內建 Web 、FTP 等網際網路相關服務, 但只有Windows Server 2003 才提供 POP3 服務 (POP3 是一種與 有關的服務,後文會再詳述), 因此使用其它版本時, 若要提供使用者完整的 服務, 就必須額外再購買其他軟體。 以下將介紹數種常見的網路作業系統。

20 1-4-1 Netware Novell 公司從 1985 年開始, 針對當時的 IBM 相容個人電腦, 搭配販售網路卡與Netware 網路作業系統, 提供分享檔案與印表機等功能。 Netware 可算是個人電腦上網路作業系統的先驅, 推出後非常受歡迎, 也讓 Novell 在這個市場獨霸多年。 Netware 目前最新的版本為 Netware 6.5, 但之前的版本仍然有人使用。以下簡單說明這些版本之間的差異。

21 Netware Netware 3.x 適用於大型企業, 可提供服務給數百名使用者。Netware 3.x 除了個人電腦的版本外, 也有其他平台的版本 (例如：Unix 等等), 方便整合網路中的資源。 Netware 4.x Netware 4.x 針對 Netware 3.x 的缺點加以改善, 加入了網路連接與廣域網路的相關功能。此外, Netware 4.x 率先使用 NDS (Netware Directory Services,Netware 目錄服務), 可算是目錄服務的先驅。

22 Windows NT Windows NT 3.5x NT 3.5x 針對 NT 3.1 的數項缺點進行改善, 降低記憶體的需求, 並可連接 Netware網路。NT 3.5x 可算是比較成熟的產品, 市場接受度也比較高。 Windows NT 4.0 NT 4.0 架構上仍沿襲自 NT 3.5, 但新增了 IIS (Internet Information Server), 提供數項非常實用的網際網路服務。此外, NT 4.0 對於 TCP/IP 的支援度較高, 可提供 DNS 與 IP 路由的服務。

23 逐層處理, 分層負責 讀者或許會問：「既然區分層級有這些優點, 為何不多分幾層呢？」然而要明白層級的多寡還要考慮效率與實作的難易, 層級越多會導致轉換協調動作越多, 因此效率變差、實作也更複雜, 所以並非分愈多層愈好。

24 如何制訂標準？ 標準( Standar d)的制訂方式一般可分成以下兩類：
具有公信力的國際性機構所制訂的『國際標準』（International Standard, 又稱 dejure standard）。 有些廠商自訂的規格, 在歷經市場競爭後, 廣為業界普遍採用, 雖然未經國際性機構認可, 卻儼然也形成一種標準, 這種標準便稱為『業界標準』（de facto Standard）。

25 如何制訂標準？ 事實上, 很多國際標準都是源自於業界標準, 往往在業界標準已經稱霸市場、一統江山後,那些國際性機構眼見生米既然煮成了熟飯, 便順水推舟, 將業界標準略加修改後成為國際標準。

26 1-6 DoD 模型 OSI 模型雖然廣受支持, 但是部份網路系統並未參考它, 例如目前當紅的網際網路就是典型的例子。因為網際網路採用 TCP/IP 協定, 而 TCP/IP 協定的誕生早於 OSI 模型, 所以自然無法參考 OSI 模型囉。 因此, 我們還要介紹 TCP/IP 協定獨特的網路模型－DoD 模型 (Department of Defense Model)。 網際網路其實是先有了 TCP/IP 協定組合, 後來才建立 DoD 模型；而 OSI 卻是先有模型,後有協定。兩者正好相反。

27 TCP/IP 協定組合 為何 TCP/IP 協定組合會走紅, 儼然成為目前網路族必修的學分呢？
說穿了完全是沾了網際網路的光！因為當年網際網路的前身－ARPANet 選中TCP/IP 協定組合為其通訊協定, 整個網路架構便沿襲迄今。 以目前趨勢來看, 恐怕很難有其它通訊協定, 能取代 TCP/IP 協定組合在網際網路上的霸主地位。

28 DoD 模型的 4 層簡介 這 4 層的功用簡述如下： 應用層
定義應用程式如何提供服務, 例如：瀏覽程式如何與 WWW 伺服器溝通、郵件軟體如何從郵件伺服器下載郵件等等。 傳輸層 又稱為主機對主機 (Host-to-Host) 層, 負責傳輸過程的流量控制、錯誤處理、資料重送等工作, TCP 和 UDP 為此層最具代表性的通訊協定。

29 DoD 模型的 4 層簡介 網路層 又稱為網際網路 (Internet) 層, 決定資料如何傳送到目的地, 例如：編訂位址、選擇路徑等等。IP 便是此層最著名的通訊協定。 連結層 又稱為網路介面 (Network Interface) 層, 負責對硬體的溝通。例如網路卡的驅動程式或廣域網路的 Frame Relay 便屬於此層。

30 DoD 模型的 4 層簡介 由前圖可以看出, DoD 模型與 OSI 模型有以下兩點主要差異：
畢竟 DoD 模型的分工比較粗略, 不像 OSI 模型那麼精密與周延。在實作上,DoD 模型比較簡單和有效率；在學習上, 則以參考 OSI 模型較容易釐清各層的職責。兩者可說是各有千秋。

31 DoD 模型的 4 層簡介 從表面上來看, 既然網際網路採用 TCP/IP 協定組合, 而 DoD 模型就是為TCP/IP 協定組合而量身訂做, 那麼以 DoD 模型來說明網際網路的運作, 自然是順理成章、天經地義的事。 但是從學習的角度來看, OSI 模型是一個優良的範本, 在整個網路界佔有舉足輕重、不可忽視的地位, 因此讀者也應該明瞭其架構。