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無線通訊網路課程 第一章 網路基礎概論 台灣首府大學 休閒資訊管理學系 何日新老師 講授 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。 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。 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。 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。 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： 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。 OSI模型(Open Systems Interconnection Model, OSI Model) International Organization for Standardization (ISO, 國際標準組織) 於 1984 年發表了 OSI 模型, 將整個網路系統分成 7 層 (Layer), 每層各自負責特定的工作, 如下圖所示。 第 1 層：實體層 此層主要包含以下 3 項規格： 傳輸資訊的介質規格。 將資料以實體呈現並傳輸的規格。 接頭之規格。 無論何種通訊, 雙方最終得透過實體的傳輸介質來連接, 例如：同軸電纜、雙絞線、無線電波、紅外線等。 第 2 層：鏈結層 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。 偵錯：接收端收到資料之後, 會先檢查該資料的正確性, 才決定是否繼續處理；傳送端對於即將送出的資料, 先經過特殊運算產生一個 CRC (Cyclic Redundancy Check) 碼, 並將這個 CRC 碼隨著資料一起傳過去。 媒體存取控制方法 (Media Access Control Method, MAC Method) : 當網路上的多個裝置都同時要傳輸資料時, 如何決定其優先順序。 第 3 層：網路層 定址：在網路世界裡, 所有網路裝置都必須有一個獨一無二的名稱或位址, 才能相互找到對方並傳送資料。 選擇傳送路徑：若從傳送端到接收端有許多條路徑, 要如何決定走哪一條呢？ 第 4 層：傳輸層 編定序號：當所要傳送的資料長度很大時, 便會將其切割成多段較小的資料。 控制資料流量：如同日常生活中難免遇到塞車, 網路傳輸也會遇到壅塞 (Congestion) 情形。 偵錯與錯誤處理：這裡所用的偵錯方式, 可以和鏈結層相同或不同, 兩者完全獨立。一旦發現錯誤, 也未必要求對方重送。例如：TCP 協定會要求對方重送, 但 UDP 協定則不要求對方重送。 第 5 層：會議層 負責通訊的雙方在正式開始傳輸前的溝通, 目的在於建立傳輸時所遵循的規則, 使傳輸更順暢、有效率。 溝通的議題包括：使用全雙工模式或半雙工模式？如何發起傳輸？如何結束傳輸？如何設定傳輸參數？ 第 6 層：表達層 內碼轉換：我們在鍵盤上輸入的任何資料, 到了電腦內部都會轉換為代碼, 這種內部用的代碼稱為『內碼』。現今絕大多數的電腦都是以 ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 碼為內碼。 壓縮與解壓縮：為了提升傳輸效率, 傳送端可在傳輸前將資料壓縮, 而接收端則在收到後予以解壓縮, 恢復為原來資料, 這個壓縮、解壓縮工作可由表達層協定來做。 加密與解密：網路安全一直是令人頭疼的問題, 沒人敢擔保在線上傳輸的資料不會被竊取。 第 7 層：應用層 直接提供檔案傳輸、電子郵件、網頁瀏覽等服務給使用者。 在實作上, 大多是化身為成套的應用程式, 例如：Internet Explorer、Mozilla Firefox、Outlook Express 等等。 在以上 7 層中, 應用層是最接近使用者的層級, 屬於此層的都是使用者較熟悉、可直接操作的軟體。而愈往下層則距離使用者的操作愈遠, 反而與硬體的關聯愈大。例如：鏈結層所負責的工作, 幾乎都是由網路卡控制晶片和驅動程式來做；至於實體層的工作, 那