1、網路元件及架構,授課:方順展,網路架構圖簡圖,電腦網路的組成,傳輸媒介(線)電腦設備(點)聯結裝置(面)網路拓樸(面的長像)通訊協定(溝通方式),傳輸媒介,有線傳輸媒介雙絞線 (twisted pair)同軸電纜 (coaxial cable)光纖 (fiber optic cable) 無線傳輸媒介微波(microwave)紅外線 (infrared),雙絞線,製作步驟,先將網路線剝開 將對絞線鬆開 按照網路線規格對照接腳排好順序 將線整理好以剪刀剪齊 插入 RJ-45 接頭以壓線鉗壓製即可完成,B 型排列,網路線製作,正常線x2口語:1.橙 綠 藍 棕 2. 調換第二、三組實色的二線跳線(
2、二台網卡對接)一為正常線另一頭為口語:1.橙 綠 藍 棕 2.先調換橙 綠二組成 綠 橙 藍 棕3.再 調換第二、三組實色的二線,RJ45網路線,? 未用的四條有何用途,雙絞線的傳輸速度,雙絞線的傳輸速度會因線材的不同而有所差異, 美國 EIA/TIA (電子工業協會/電訊工業協會) 將UTP線材分為 Category 1 (簡稱Cat 1) Category 6 (簡稱 Cat 6) 六個等級。目前使用率最高的是Cat 5。圖表 9-18 為 UTP Cat 1 Cat 6 等級的傳輸速度列表。,同軸電纜,同軸電纜採用同心圓的設計方式, 能夠抵抗較強的雜訊干擾, 其傳輸距離與抗擾性皆優於雙絞
3、線。,一般多應用於傳輸距離為200500 公尺、傳輸速度為 10Mbps 的區域網路中。,有線網路的電纜線與電腦之間須使用接頭連接, 下表為區域網路中三種常見的線材接頭：註：家用電話線的接頭與RJ-45接頭相當類似, 但其規格為RJ-11。,區域網路常見的線材接頭,光纖電纜,光纖是一種使用極細的玻璃纖維材質來傳輸光源訊號的傳輸媒介, 通常一條光纖電纜會包裹數十條以上的光纖。光纖的傳輸速度約為 100 Mbps10 Gbps, 是目前傳輸速度最快的傳輸媒介。,光纖電纜,光纖種類-多模光纖、單模光纖,多模光纖使用波長 (nm) 850,1300 nm，實心的 單模光纖使用波長1300,1550 n
4、m，中空的 比較:其實兩者之所以可傳輸距離不同，因為單模光纖的核心（玻璃纖維或塑料）非常細，跟單模光纖使用波長大小相去不遠，幾乎只容許一束光線通過，比較沒有光線折射或反射等的損耗，因此傳送距離可以較長。反之多模光纖的核心（玻璃纖維或塑料）比較粗，比多模光纖使用波長大很多，於是容許多束光線通過，有較多光線折射或反射等的損耗，因此傳送距離較短。,微波,微波,微波是一種傳輸頻率介於2 G H z40GHz 之間的電磁波訊號。這種訊號除了可以透過地面上的微波基地台收發之外, 還可以利用通訊衛星 (communication satellite) 作為中繼站來轉送。,紅外線,紅外線是一種利用發光二極體
5、(或雷射) 發射傳輸頻率在 100GHz1000THz 之間的紅外線光束, 它的傳輸特性是無法穿越大型障礙物 (如牆壁)、傳輸路徑必須為直線、傳輸距離只能約在 50 公尺以內、且傳輸角度須在 15之內。例如, 手機或 PDA 與電腦之間的資料傳輸 (如圖表 9-24 所示)。,紅外線,常見的區域網路規格,在區域網路中常以 100BaseT、10Base2、10Base5、10BaseF、10Broad36 等不同名詞來表示不同的網路規格, 其意義如下：前面的數字：代表資料的傳輸速率, 其單位為 Mbps (megabits per second), 如 100BaseT代表每秒可傳輸 100M
6、bits 的資料。,常見的區域網路規格,中間的英文字：代表所採用的通訊傳輸技術, 通常有基頻和寬頻兩種。如 10Base2 中的 Base 代表基頻, 10Broad36 中的 Broad 代表寬頻。最後的英文或數字：英文字代表所採用的線材種類, 數字則代表每一段纜線的最長傳輸距離。如10BaseF 中的 F 代表採用的線材為光纖電纜；10Base2 中的 2 代表一段纜線的最大區段長度為 200 公尺。,電腦網路的組成,傳輸媒介(線)電腦設備(點)聯結裝置(面)網路拓樸(面的長像)通訊協定(溝通方式),ABC有限公司架構圖,電腦設備,網路上的電腦, 依其功能可分為伺服器(server) 及工
7、作站 (workstation) 兩種,分別介紹如下。伺服器工作站,伺服器,伺服器是網路上負責監控網路、驗證使用者身份、及提供各項服務的電腦, 如各式伺服器。伺服器是網路上的核心設備, 因此常被稱為網路主機 (host) ,一般大型電腦、迷你電腦、及功能較強的個人電腦皆可作為伺服器使用。,伺服器,工作站,工作站是網路上提供一般使用者使用的電腦。使用者在登入網路後, 即可使用伺服器所提供的服務及其它工作站所分享出來的資源。個人電腦、筆記型電腦、及個人數位助理 (或終端機) 皆可作為工作站使用。,工作站,聯結裝置,當數台電腦間的資料要透過傳輸媒介傳輸, 或是兩個以上的網路要相互連接時, 就必須使用
8、特定的聯結裝置才能進行資料傳輸的工作。下面將介紹這些聯結網路的裝置。,聯結裝置,數據機網路卡集線器交換式集線器中繼器橋接器路由器閘道器,數據機,數據機又稱調變解調器 (modulator and demodulator, modem), 是一種用來轉換數位訊號及類比訊號的裝置；它是電腦撥接上網必備的硬體設備之一, 傳輸速度最高可達 56kbps。,數據機,網路卡,網路卡 (Network Interface Card) 是架設區域網路必備的硬體設備之一 。它定義了電腦在區域網路中的位址, 並將電腦所要對外傳送的資料轉換成序列形式, 以便透過傳輸媒介傳輸。網路卡的種類依傳輸媒介所傳輸的訊號可分為
9、電子訊號網路卡、光源訊號網路卡、及無線傳輸網路卡 3 種。,網路卡,網路卡,IEEE 制定了區域網路設定位址的方式, 讓每一家網路卡製造廠商在製造網路卡時, 可將其所分配到的位址燒錄在網路卡的晶片上。一般所說的實體位址 (Media Access Control address, MAC 位址) 指的即是網路卡的位址, 其長度為 6bytes；就像身份證字號, 每一張網路卡都有自己專用的 MAC 。,集線器,集線器 (hub) 是用來連接區域網路上所有電腦的設備。當連接到集線器上的兩台電腦設備在進行資料傳輸時,其它電腦設備便不能進行資料傳輸的工作。,交換式集線器,交換式集器 (switchin
10、g hub, 簡稱交換器) 的功能和集線器大致相同, 也是用來連接區域網路上的電腦設備。但交換器和集線器最大不同之處, 在於交換器的任兩個連接埠在進行資料傳輸時, 其它的連接埠也可進行資料傳輸的工作。,中繼器,中繼器 (repeater) 是用來增強傳輸訊號, 以延伸訊號傳輸距離的裝置。由於每一種傳輸媒介都有其最長傳輸距離的限制, 一旦超過該距離, 訊號即會衰減而無法辨識。因此必須透過中繼器來加強訊號, 以利資料傳輸的進行。,中繼器,橋接器,橋接器 (bridge) 是用來連接子網路的裝置它可以連接同一網路中使用相同通訊協定的子網路, 並藉由其資料封包過濾的功能, 避免子網路之間的訊息干擾,
11、使網路的傳輸效 率更佳。,橋接器,路由器,路由器 (router) 是一種提供資料傳輸路徑選擇的裝置 (如圖表 9-37)；它可以連接多個不同架構的網路 (或同一網路中的多個子網路), 並根據內部的路由表為資料封包選擇最佳的傳輸路徑, 使資料能夠快速地送達目的地。,路由器,閘道器,閘道器 (gateway) 是用來連接不同類型的子網路,讓使用不同通訊協定的網路能夠相互傳送與接收訊息的裝置 (如圖表 9-39 所示)。當 A 類型網路的資料要傳送至 B 類型網路時, 閘道器便會將該資料轉換成 B 類型網路所能辨識的資料格式。圖表 9-40 為其運作示意圖。,閘道器 連接不同之網路拓樸,防火牆,能
12、夠在兩個或兩個以上的網路之間，明顯區隔出一條界線的電腦軟硬體裝置的組合 成為內部受信任的網路與外部不受信任的網路之間的區隔通口,防火牆,網路設備(點) ABC有限公司,電腦網路的組成,傳輸媒介(線)電腦設備(點)聯結裝置(面)網路拓樸(面的長像)通訊協定(溝通方式),網路拓樸,匯流排網路星狀網路環狀網路,匯流排網路,匯流排網路 (bus network)是以一條纜線連接所有電腦設備的網路連接架構。,連接架構,在佈建匯流排網路時, 除了須將網路上所有的電腦設備連接到一條纜線上之外, 還須在纜線的頭、尾兩節點加裝終端子(terminator, 又稱終端電阻) , 使訊號在傳送到兩端時可即刻終止,
13、以避免干擾後續的資料傳輸工作。,運作方式,連接架構,運作方式,匯流排網路採用廣播 (broadcast) 的方式來傳遞資料 (或訊號)；此種方式是當某一節點在傳送資料至另一節點時, 會同時向纜線兩端傳遞資料 。匯流排網路上的任一節點在傳送資料前, 都必須先檢查主幹線上有沒有資料(或訊號)正在傳遞；在確定無資料傳遞時, 才能傳送資料。,運作方式,由於匯流排網路不須使用額外的聯結裝置, 因此具有佈線成本低、安裝及擴充容易等優點。另外, 若任一節點的電腦設備損壞時, 也不會影響網路的正常運作。匯流排網路的缺點則是：節點在傳送資料前, 必須先確定網路上無資料傳遞, 才能傳送資料。因此, 當有許多節點要
14、同時傳送資料時, 傳輸效率將會大幅降低。,星狀網路,星狀網路 (star network) 是以一台集線器(或交換器) 為中心, 將電腦設備連接到此聯結裝置的網路連接架構, 下面我們將詳細說明其連接架構及運作方式。,連接架構,在佈建星狀網路時, 必須使用一台集線器或交換器來連接所有的電腦設備 。由於每台集線器的連接埠有限, 因此當要佈建的網路設備超過集線器可以連接的數量時, 就需將兩個以上的集線器連接。,連接架構,運作方式,運作方式,星狀網路上的任一個節點在傳送資料時, 都必須先將資料送至集線器或交換器, 然後再由集線器或交換器轉送至目的節點,運作方式,由於星狀網路上的節點皆需透過集線器 (或
15、交換器) 來傳輸資料, 因此它除了具有集中管理的優點之外, 還具有擴充及除移容易的優點, 意即在擴充或移除節點時, 只要連接 (或拔除) 集線器上的網路線接頭即可。星狀網路的缺點則是, 當集線器故障時, 整個網路便會癱瘓而無法運作。,環狀網路,環狀網路 (ring network) 在概念上是以一條纜線, 將電腦設備連接成一迴路的網路架構。,連接架構,環狀網路的佈線方式是使用一台類似集線器的多站存取單元 (MultiStationAccess Unit, MAU或MSAU) 聯結裝置, 來連接所有的電腦設備。,連接架構,運作方式,運作方式,環狀網路是利用一個在各節點間環繞的小型資料封包 (to
16、ken packet, 或稱記號封包)來決定資料傳遞的權限或順序 。,運作方式,由於環狀網路上的每一個節點在傳送資料前, 都必須先取得記號封包, 才有權進行資料傳輸的工作, 因此其優點是每一個節點傳送資料的機會是平等的；但缺點是當任一節點故障時, 整個網路便會癱瘓而無法運作。,電腦網路系統的架構,電腦網路系統的架構可區分為以下兩種：主從式網路 (client-server network, 或稱 server-based 網路)：在此種網路上, 每台電腦都可獨立運作, 但其中會有一至多台的伺服器 (server) 專門提供各項網路服務給其它電腦 (clients) 使用。例如以 Microsoft NT 作業系統為伺服器, 所架設的區域網路。,電腦網路系統的架構,對等式網路 (peer-to-peer network, 或稱同儕網路)：在此種網路上, 每台電腦的地位都是平等的；每一台電腦都可以提供網路服務給其它電腦使用。例如多台使用Microsoft 9x/XP 作業系統的電腦, 在同一區域網路內就屬於此類架構。由於主從式網路的資源集中放在伺服器上, 因此在存取及管理上都比對等式網路來得容易。但就架設成本而言, 對等式網路則較主從式網路的成本低廉。,學校網路架構,網路元件及架構,授課:方順展,問題與討論,
