第02章 通訊協定和網路模型.

Presentation on theme: "第02章 通訊協定和網路模型."— Presentation transcript:

1 第02章 通訊協定和網路模型

2 1通訊協定

3 協定(protocol)？ 語言就是一種協定。

4 圖1 不同語言(協定)是無法溝通

5 圖2 使用相同語言(協定)是溝通良好

6 網路通訊使用的協定(protocol) 其實就是網路的共同語言

7 圖3 電腦透過網路必須使用相同協定，才能溝通良好

8 表1. 常見的通訊協定

9 標準通訊協定制定分成 正規(formal)的標準 業界標準。

10 正規標準 由一些工業組織或政府單位來制定 例如乙太網路 曠日費時

11 業界標準 由某公司或機構所制定，若產品在市場上有相當程度的佔有率，進而成為標準 達到一定的規模，會被工業組織或政府單位拿來制定成正規標準
如微軟公司所制定的標準NetBIOS 達到一定的規模，會被工業組織或政府單位拿來制定成正規標準

12 訂定通訊協定標準的組織 國際標準組織（International Organization for Standardization，簡稱ISO） 例如OSI模型。 國際電訊組織(International Telecommunications Union，簡稱ITU) X.25、X.400、X.500和ISDN。 美國國家標準協會（American National Standards Institute，簡稱ANSI） ASCII Code 電機電子工程協會（Institute of Electrical and Electronics Engineers ，簡稱IEEE） IEEE 802標準 網際網路架構委員會（Internet Architecture Board，簡稱IAB） 網際網路工程專案小組（Internet Engineering Task Force ，簡稱IETF） RFC文件

13 2 .什麼是模型(Model)

14 模型 將複雜的事情具體化、簡單化，能讓人一目瞭然，一眼就可掌握整體事物的輪廓。

15 圖4 一個日常生活中和通信相關的模型

16 3 OSI模型

17 OSI模型 由國際標準組織ISO（International Standards Organization）於1984年所制定。
協定就像堆積木一樣，層層疊上去，因此此一架構常被稱為堆疊(stack)，或是協定堆疊。

18 圖5 OSI 模型

19 通訊層級（layer） 每個層級分別代表實際硬體（纜線與訊號）與傳輸資訊(軟體)之間不同層次的抽象意義，讓使用者容易理解。
每個層級都只能跟它的上一層或下一層溝通。

20 表2 OSI模型的各層功能表

21 表2 OSI模型的各層功能表

22 表2 OSI模型的各層功能表

23 4 DoD模型

24 DoD(Department of Defense)模型
當初為了ARPANET實驗計畫所開發出來的模型，又稱之為ARPANET模型 又TCP/IP是依此建立出來的，也有人稱之為TCP/IP模型。 DoD模型也採用「網路分層」概念，共分成四層模型

25 DoD 模型的 4 層功用簡述

26 連結層Link Layer 又稱為網路介面層, 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 便為此層。

27 網路層Network Layer 又稱為網際網路層, 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。

28 傳輸層Transport Layer 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 應用層Application Layer 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。

30 協定圖

31 TCP/IP 與 OSI 之比較

32 圖5 DOD 模型和OSI 模型的層級對應

33 TCP/IP 的應用 TCP/IP 可以用在任何網際網路上的通訊如：WWW﹑E-MAIL﹑FTP﹑DNS 服務等等 。
已經成為全世界通訊協定的標準

34 TCP/IP 在網路中扮演的角色 TCP 在 IP 的基礎之上﹐解釋了參與通訊的雙方是如何透過 IP 進行資料傳送的。

35 4.2 網路設備

36 網路介面卡 電腦與網路線之間的介面，簡稱網路卡。
常見的Ethernet 10/100網路卡，同時支援10Mbps和100Mbps兩種速度的網路卡。 Gigabit (10/100/1000 Mbps) Ethernet網路卡

37 網路卡以接頭分類 RJ45接頭 BNC接頭

38 網路卡以介面卡分類 PCI(Peripheral Componebt Interconnect)介面
USB(Universal Serial Bus)介面 PCMCIA(Personal Serial Bus)介面

39 圖3-12常見的乙太網路10/100M PCI網路卡

40 圖3-13 USB(Universal Serial Bus)介面網路卡
3.5 G 網卡 384kbps 以上 ~ 7.2 Mbps

41 圖3-14 PCMCIA(Personal Serial Bus)介面網路卡

42 中繼器(Repeater) 重新將訊號還原為原本的強度，再重新進行傳送
網路傳輸距離如果太長，約200~500公尺，會因為傳輸媒介的阻抗，訊號強度會衰減

43 圖3-15 中繼器連接2個較遠的網路

44 集線器 幾台電腦以UTP線材互連時，需要用到集線器(Hub)或交換器(Switch)。
有時集線器上會有串接其他集線器專用的連接埠，稱為Up Link埠。

45 圖3-16集線器

46 集線器三個特點 集線器是一個多連接埠的信號放大設備 第一步是將資訊上傳到上層設備；第二步是上層設備再將該資訊廣播到所有連接埠上。
集中管理，不讓出問題的工作站影響整個網路的正常運行，並且用戶的加入和退出也很自由。

47 交換器 又稱為智慧型集線器或Layer 2 交換器 交換器與集線器在外觀上幾無不同 在每一個連接埠上可各自擁有獨立的頻寬

48 圖3-17交換器(3Com 5 Port 10/100M Switch)

49 交換器與集線器最大的差異 交換器的每個埠(port)都享有一個專屬的頻寬並具備資料交換功能

50 圖3-18 交換器具有交換的功能

51 橋接器 = switch 一個硬體或軟體用來連接不同的網路區段(segment)的設備。 連接兩個乙太區段
連接一個 Token Ring 區段，到一個乙太區段 連接一個麥金塔(Mac)電腦的區段，到一個個人電腦(PC)的區段 或從無線網路橋接到有線網路

52 圖3-19 橋接器

53 圖3-20 橋接器橋接不同區段

54 路由器 (Router) 對應OSI第三層的設備，除了具備中繼器、集線器、橋接器的功能外，還具備路由（Routing）的功能。
路由器屬於高階通訊協定運作，所以能提供有效率的路徑選擇和流程控制，因此常用於大型區域網路的骨幹或連接廣域網路

55 圖3-21 預設閘道其實通常是該區域網路的路由器

56 圖3-22 路由器會自動選擇路由的路徑

57 路由表又分 靜態路由表(static routing) 動態路由表(dynamic routing)

58 閘道器(Gateway) 專門設計給兩個完全不同的網路結構 PC 網路和 IBM的SNA Mainframe
TCP/IP 和 Apple-Talk 之轉換

59 圖3-23 閘道器

60 數據機(Modem) 由兩個詞組成的Modulator/Demodulator(調變/解調變器)。 調變是將數位信號轉換為類比式信號
解調變則是將類比式信號轉換為數位信號。 將電腦的信號轉換成電話線可以攜載的電訊信號，然後在另一端再將模擬信號轉換回電腦信號。

61 撥接上網際網路 採用撥接上網際網路的連接方式，電腦裝一數據機(或數據卡)，數據機連接在一般的電話線，撥接時如一般的電話，所以必須付出一般電話費用，電話線撥接給另一端數據機 (Modem)，連上網際網路。

62 圖3-24 電腦透過Modem撥接上網

63 現在寬頻上網 電話線ADSL或是有線電視電纜上網，因為二者均為類比訊號傳輸媒介，是故也均需加裝數據機。

64 Modem 依技術分類 1. 撥接Modem (數據機) 2.ADSL Modem 3. Cable Modem

65 撥接式Modem 的連接方式分類 數據機 數據卡

66 圖3-25 撥接Modem機

67 圖3-26 Modem CARD

68 圖3-27 ADSL MODEM

69 圖3-28 Cable MODEM

70 圖3-29 網路設備的綜合應用

71 機櫃 如果設備太多，通長會有一機櫃(箱)，來存放固定這些網路設備

72 IP位址的定址方式

73 IP位址組成

74 IP位址的分級 1 128 192 224 240

75 IP位址十進位表示法 IP位址分級的十進位表示法 等級 前導位元 從IP首組數字來判斷 範例 A 第一個數字為0～127
第一個數字為0～127 B 10 第一個數字為128～191 C 110 第一個數字為192～223 D 1110 第一個數字為224～239 E 1111 第一個數字為240～255

76 A級位址

77 B級位址

78 C級位址

79 IP位址 loopback位址： 在網路正常的情況下，可以使用ping 測試自己的loopback迴路位址是否存在 >ping ipconfig 檢測本機的各項網路資訊 >ipconfig -all

80 網路號碼 是由IP位址和子網路遮罩位址AND的結果，若得出的網路號碼相同，表示是在同一個子網路

81 子網路遮罩的運算 (VPN)

82 保留的 IP 10.X.X.X X.X ~ X.X XX

83 網路查詢命令 Ping Tracert (trace route) Ipconfig (ip config) netstat

84 路由器位址 當子網路內電腦送出一個封包位址不在相同的子網路時，就利用路由器位址傳送出去

85 廣播位址 相同子網路內的電腦會使用廣播位址來廣播給其它電腦，藉由廣播位址知道其它電腦是否存在（live）

86 IP位址 以原有分配的16個IP位址為例： 必須佔用的位址為1個路由器位址，1個網路號碼，1個廣播位址,因此實際可用的IP位址為 =13個；若使用軟體當路由器則可節省占用1個位址，所以可用的IP位址數為14個