計概06-01電腦網路的組成與架構

6-1.1有線傳輸媒體

	雙絞線 (Twisted Pair)		同軸電纜 (Coaxial Cable)		光纖 (Fiber Optics)
種類	無遮蔽式雙絞線(Unshielded Twisted Pair, UTP)	遮蔽式雙絞線(Shielded Twisted Pair, STP)	粗同軸電纜(RG-11)	細同軸電纜(RG-58)	單模
接頭	RJ-11、RJ-45		AUI	BNC	TOSLINK
應用	電話線、區域網路LAN		有線電視CATV	區域網路LAN	骨幹線(Backbone)
抗電磁干擾	差	較佳	佳		最佳
速率	較快		慢		最快
價格	低	較貴	貴		最貴
頻寬	10~100Mbps		10Mbps		100M~10Gbps
傳輸距離	100m		500m		100Km
網路拓樸	星狀		匯流排		星狀、環狀
說明	無金屬膜	金屬膜遮蔽導線	多層非導體物質包著金屬導體(同軸心)上		材質為玻璃纖維，以光波反射前進
備註	1.由絕緣銅線互相纏繞成螺旋狀，目的是消除電磁干擾，避免串音(Crosstalk)現象。 2.美國EIA/TIA(電子工業聯盟/電信工業協會)將UTP分7類(Category)，等級愈高傳輸愈快。Cat 1電話線接頭RJ-11；Cat 5高速乙太網路接頭RJ-45。		兩端皆需要50歐姆終端電阻，避免反射訊號干擾。		1966年華裔物理學家高錕發明光纖，被稱為「光纖通訊之父」，2009年獲得諾貝爾物理學獎。

 

6-1.2無線傳輸媒體

紅外線(Infrared)	1.以紅外線光束採直線方式傳送資料，傳輸速率115.2Kbps，傳輸距離50m，傳輸角度±15°。 2.不能穿透障礙物，有接收角度限制，易受強光、天候影響，易遭竊聽。 3.應用：無線滑鼠、無線鍵盤、無線印表機、Notebook。
無線電波(Radio Wave)	1.以無線電波傳送資料，無方向性，穿透力強，不易受天候影響。 2.應用：廣播、RFID、藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi(Wireless Fidelity)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX)、LTE、手機(GSM、3G、3.5G、4G)。 *藍牙：低功率，低成本，傳輸距離20~100m，應用於手機及電腦周邊設備。 *Wi-Fi：無線區域網路WLAN(Wireless LAN)，無方向性，具穿透力，傳輸距離250m，傳輸速率300Mbps，應用於學校、公司及家庭。 *WiMAX：無線區域網路WLAN，採802.16e協定，傳輸距離50Km，傳輸速率超過300Mbps。
微波(Microwave)	1.以雷達天線採直線方式傳送資料，傳輸速率10Mbps，傳輸距離比無線電波遠。 2.無法穿透金屬障礙，易受干擾，不適合傳送高機密資料，距離遠須設中繼站。 3.應用：全球定位系統GPS、即時電視新聞SNG、行動電話、無線電話。
人造衛星	1.以人造衛星轉傳資料，傳輸快(10Mbps)，長距離傳輸。 2.應用：現場實況轉播。

 

6-1.3網路硬體設備

網路卡(Network Interface Card, NIC)	1.連接傳輸媒體與電腦的介面卡，每張網路卡燒錄有唯一的編號，稱為MAC位址(Media Access Control Address, 實體位址)。藉由MAC位址與IP位址，封包才能正確送達目的地。 2.OSI層級：資料連結層。
數據機(Modem)	1.轉換電腦的數位訊號與電話線的類比訊號。 2.OSI層級：實體層。
中繼器(Repeater)	1.接收、修補、增強訊號，延長網路傳輸距離。 2.OSI層級：實體層。
集線器(Hub)	1.星狀網路的核心設備，連接多個連接埠，頻寬共享，半雙工，易造成資訊碰撞。 2.可分散線路故障風險與兼具中央控管，亦可做為多埠的中繼器。 3.OSI層級：實體層。
橋接器(Bridge)	1.利用資料訊框(Frame)中的MAC位址傳輸資料，連接二個以上相同資料連結層協定的網路。 2.藉由MAC位址判斷，若同一網路區段，封包不會向外傳送，減少資料流量，增進網路效能。 3.OSI層級：資料連結層。
路由器(Router)	1.根據封包上的IP位址與路由表(Routing Table)資訊選擇最佳的傳輸路徑，做為LAN與WAN連接時的重要橋樑。 2.OSI層級：網路層。
交換器(Switch)	1.星狀網路的中心設備，利用緩衝區(Buffer)暫存資料，會識別MAC位址，將資料傳送到正確的接收端，降低資訊碰撞，提升網路效能。 2.專用頻寬，雙工，傳送速率比集線器快。 3.OSI層級：資料連結層、網路層、傳輸層。
閘道器(Gateway)	1.連接二個不同通訊協定的網路，並處理不同通訊協定的訊號轉換。 2.OSI層級：涵蓋OSI網路1~7層。
IP分享器(頻寬分享器)	1.具有NAT協定及DHCP Server功能的集線器，能動態分配私有IP給連線多台電腦使用。 2.OSI層級：網路層。
無線網路基地台(Wireless Access Point, WAP)	連接無線與有線網路的轉接設備，形成區域網路，常見的熱點(Hotspot)即是WAP。

 

6-1.4網路拓樸(Topology)：網路布線方式

拓樸	連接方式	優缺點	應用
星狀 (Star)	1.透過中央控制設備(集線器、路由器)統一管理。 2.使用雙絞線。	1.易於架設、管理維護。 2.某部電腦故障，不影響其他電腦運作。 3.中央控制設備故障，整個網路癱瘓。	10BaseT、100BaseT及1000BaseT Ethernet
匯流排 (Bus)	1.使用同軸電纜，纜線兩端加裝終端電阻，避免訊號反射。 2.雙向廣播(Broadcast)。	1.某台電腦故障，不影響其他電腦運作。 2.骨幹線路故障，會影響其他電腦通訊。 3.流量大，易產生資料碰撞(Collision)，降低傳輸效率。可利用CSMA/CD技術解決。	10Base2及10Base5 Ethernet
環狀 (Ring)	1.連接所有電腦的主幹線形成環狀迴路。 2.需取得權杖(Token)才可傳送資料，避免資料碰撞(Collision)。 3.單向傳輸資料。	1.環狀迴路是由許多段「點對點」的電纜線所組成，任一電腦故障，整個網路癱瘓。 2.為提升容錯能力及傳輸效率，高速環狀網路都設計成「雙環狀網路」，分別以順時針和逆時針方向傳輸資料。	Token Ring區域網路、FDDI光纖網路
網狀 (Mesh)	任兩台電腦間都有兩條以上線路連接。	1.某台電腦故障，或某段線路斷線，不影響其他電腦運作，傳輸效率高。 2.施工架設複雜，成本高，安全性最高。	Internet
樹狀 (Tree)	1.任何二部電腦間只有一條傳輸線連接，當資料進入任何一個節點後，會向所有的分支傳遞。 2.具廣播特性。	1.當某個節點發生故障，會將此樹狀網路分為二個較小的樹狀網路，彼此法法互通。 2.當某部電腦發生故障，也會造成網路無法通連。	校園網路

 

6-1.5網路伺服器

檔案伺服器(File Server)	檔案集中管理，專供工作站存取檔案。
列印伺服器(Print Server)	共用印表機，提供網路列印服務。
網域名稱伺服器(DNS Server)	負責IP位址與網域名稱轉換。
動態主機設定伺服器(DHCP Server)	負責分配動態IP位址及相關網路設定給客戶端。
全球資訊網伺服器(Web Server、WWW Server、HTTP Server)	提供網頁相關資源給瀏覽器。
電子郵件伺服器(Mail Server)	提供電子郵件的收發服務。SMTP負責發信，POP3負責收信。
檔案傳輸伺服器(FTP Server)	提供檔案上傳或下載的服務。
代理伺服器(Proxy Server)	1.快取(Cache)功能：降低網際網路的傳輸負載。 2.可做防火牆(Firewall)：保護、隱藏自己的網路系統。