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網路的通訊協定

3. 網路的通訊協定. ㄧ般人和人溝通，就要看他所懂得語言，例如一個說台語的人與一個說國語的外省人溝通，就會產生溝通不良的情況，如果兩個都會台語或兩個都會說客家話，這樣溝通上就不會有問題。通訊協定比較好理解的講法就是標準和規則。更簡單的來說，例如我們看到紅燈就要停、綠燈才可以走，這就是一種協定了。若是彼此使用不同的協定，那就會造成混亂，無法溝通。於電腦網路中就會無法轉換，導致無法通訊。. 3-1 通訊協定.

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網路的通訊協定

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Presentation Transcript

  1. 3 網路的通訊協定 ㄧ般人和人溝通，就要看他所懂得語言，例如一個說台語的人與一個說國語的外省人溝通，就會產生溝通不良的情況，如果兩個都會台語或兩個都會說客家話，這樣溝通上就不會有問題。通訊協定比較好理解的講法就是標準和規則。更簡單的來說，例如我們看到紅燈就要停、綠燈才可以走，這就是一種協定了。若是彼此使用不同的協定，那就會造成混亂，無法溝通。於電腦網路中就會無法轉換，導致無法通訊。

  2. 3-1通訊協定 • orz(五體投地)、520(我愛你)、995(救救我)、881(bye-bye)、:-) (笑臉)、:-((哭臉)、:-P(吐舌頭)等，這就是簡易的通訊協定。

  3. 3-1-1網路通訊協定 • 所謂網路通訊協定（protocol）就是網路上各機器上各機器間共同遵守的一套溝通規則。也就是說電腦網路通訊時，通訊雙方必須遵守的資料格式與時序稱為協定。

  4. 目前網路常用的通訊標準如下： • NetBEUI(Network Basic Input/Output System) • TCP/IP(Transmission Control Protocol(TCP) 及 Internet Protocol (IP) • IPX/SPX(Internetwork Packet Exchange (IPX)，Sequenced Packet Exchange (SPX)) • AppleTalk • WANISDN(Intergred Service Digital Network) • PPP, SLIP, PLIP 等通訊協定

  5. 3-1-2階層式通訊協定 • 以前在無電腦時代，遠地的人要利用書信溝通，有先寫信的人將自己心中的話透過筆與紙寫出，再將信件裝入信封袋中，再由專人或是郵差將信送至收信人，等信人收到信件後將其拆開再透過文字轉換成對方的言語，這種傳統的書信方式，其時就是現在網路通訊的階層式架構。

  6. 3-2 OSI的七層網路架構

  7. 分層的優點有： • 降低複雜度 • 標準化介面 • 模組化工程 • 溝通化技術 • 可加速變革 • 可簡化教育 • 可簡化學習

  8. 第1層：實體層 • 主要包含三項工作： • 傳輸資訊的實體介質規格訂定。 • 將資料以實體呈現成傳輸規格訂定。 • 各種傳輸接頭規格訂定。

  9. 第2層：連結層 • 主要包含三項工作： • 連線同步化。 • 資料偵錯。 • 制定媒體存取控制方式

  10. 第3層：網路層 • 主要包含兩項工作： • 定址規範。 • 選擇路徑傳送。

  11. 第4層：傳輸層 • 主要包含三項工作： • 編訂封包序號。 • 控制資料流量。 • 資料偵錯與錯誤處理。

  12. 第5層：會議層 • 主要包含二項工作： • 建立傳輸規則。 • 訂定溝通方式。

  13. 第6層：表達層 • 主要包含三項工作： • 資料內碼轉換。 • 資料壓縮解壓縮。 • 資料加密與解密。

  14. 第7層：應用層 • 主要包含一項工作： • (1)提供各類應用軟體服務給使用者。

  15. 各階層的功能及相關技術，可由下表來說明：

  16. 3-2-2 OSI通訊原理 • 在OSI通訊協定中，資料是由第七層應用層產生，再由下層一層一層的處理，每經過一層就會在資料的封包前端加上該層的資訊，這些資訊稱為層級表頭(Header)，加完表頭後就將封包往下一級送，到實體層時，再透過網路卡、網路線、傳輸媒介(雙絞線、同軸電纜、光纖等)傳送到對方，這種通訊方式就是前面所談的傳統寄信原理ㄧ樣。

  17. 3-3 TCP/IP通訊協定 • TCP/IP」是 Transmission Control Protocol (TCP) 和 Internet Protocol (IP) 的簡稱，為網路上的一種通訊協定，是上網時大家都遵循的一些規則。有了這些規則，即使是不同的電腦設備與作業環境，都可以透過這些通訊協定來互通訊息。同時也是因為這些規則，Internet 才可能有這麼多應用 ( WWW、E-Mail、FTP、Telnet 等 )。

  18. 3-3-1 TCP/IP • 網際網路通訊協定在二十年前原是美國國防部 (DoD) 發展出來的,，目的只是用在不同廠牌電腦之間的互連。TCP/IP 通訊協定堆疊，採用階層式的結構，以便將應用程式與網路硬體隔離開來。

  19. 第1層：連結層 又稱網路介面層(Network Interface Layer)，負責對硬體溝通。 第2層：網路層 又稱為網際網路層(Internet Layer)，決定資料如何傳送至接收端。 第3層：傳輸層 又稱為主機對主機層(Host-to-Host Layer)，負責傳輸過程中流量管制，錯誤處理及資料重傳。 第4層：應用層 提供應用程式之服務。

  20. TCP/IP在設計之初，即定義了三大類的服務： • 連線服務 • 傳輸服務 • 應用服務

  21. TCP/IP優點： • 容錯能力高 • 優良的復原能力 • 新增子網域時，不影響原網路運作服務 • 與網路種類或製造廠商無關 • 額外資料負擔小

  22. 3-3-2 OSI與TCP/IP對照

  23. 3-3-3 IP協定 • 網際網路通訊協定(Internet Protocol;IP)，當每一台連上 Internet 的電腦都有一個獨一無二的位址，以方便彼此區分與辨識，這樣資料才不會送錯，這個位址就是 IP 位址 (IP Address)，這就像是寄信收信ㄧ樣，寄信者需要收信者的地址，而收信者要回信時，亦需要寄信者的地址。 • 現今的網路中位址有兩種，ㄧ種是IP位址，另ㄧ個是網卡的出廠識別位址(Media Access Control;MAC)，IP使用者可以更改，而MAC是以48位元表示，出廠時已燒錄至網卡，使用者無法修改，兩者都是獨一無二的位址。

  24. 3-3-3 IP協定 • 目前我們所使用的 IP 位址為第四版 IP 位址，一般稱為 IPv4 位址。為滿足使用上的需求，又陸陸續續發展 IPv5、IPv6，IPv5 是提供給 Stream Protocol 實驗協定使用，而 IPv6 則是 IPv4 的擴充。 • IPv4 位址是由 32 位元所組成，一般以 8 位元為單位（octet）將 32 位元分成四部份，彼此間以 "." 做區隔，例如：

  25. 二進製與十進制IP換算 二進制IP為11000000.10101000.11110000.11001000則

  26. IP 位址主要分為 • 網路位元（Network bits）和主機位元（Host bits）。 • 網路位元主要是用來辨識其 IP 位址是屬於哪一個網路系統。 • 而主機位元則是用來辨識其 IP 位址在其所屬的網路系統中是屬於哪一台電腦主機。 IP 位址 ＝ 網路識別位元 ＋ 主機位址位元

  27. IP 位址區分 • 為 A、B、C 三級， D 級目前為實驗性多點投射 (multicast) 位址，E 級則保留作為未來發展之用。

  28. Class A

  29. Class B

  30. Class C

  31. Class D

  32. Class E

  33. 3-3-4 子網路遮罩 • 子網路遮罩(Subnet Mask)是用來分辨兩個IP位址是否屬於同一個子網路環境，若是屬於同一個子網域就將訊息直接傳送，傳送封包資料時會更有效率，如果不是，則交由路由器往外傳送。

  34. 子網路遮罩的計算方式 • 假設有兩個IP位址，分別為203.72.36.96、203.72.10.96、203.72.36.6子遮罩均為255.255.255.0，則步驟如下： • (1) 先將十進制IP位址及子遮罩位址轉為二進制位址 • (2) 將兩個二進制位址做AND運算 • (3) 比較運算結果與子遮罩是否相同 • (4) 前三組IP相同則為同ㄧ子網域，不相同則非同ㄧ子網域。

  35. 子網路遮罩的計算方式

  36. 各等級子遮罩

  37. 3-3-5 特殊IP位址 • 又稱為保留IP，提供給企業或個人內部虛擬IP或特殊用途，這些位址無法直接連上網際網路

  38. 3-3-5 特殊IP位址

  39. 3-4 IPv6 • 目前所使用的 32 位元的 IP 源於 80 年代早期，其位址介於 0.0.0.0 到 255.255.255.255 之間，有限的位址顯然不敷全世界的網際網路所使用。所以在 1995 年時，有人開始提出 128 位元的 IP version 6 (IPv6)，也有人稱之為 IPng ( Next Generation Internet Protocol )，希望能增加更多的 IP 位址，同時也能進一步提高網路的傳輸品質與安全性，但是IPv6相當複雜，在此只做一些簡單的介紹。

  40. IPv4在設計當初並無考慮以下之問題： • 位址嚴重不足 • 路由器的路由表內容增加 • 簡易組態需求(自動IP) • 安全性需求 • 及時資料傳送

  41. IPv6具有以下特色 • 全新的表頭格式 • 更多的位址空間 • 有效率路由架構 • 增加網路安全性 • 較佳的技術支援 • 新式的通訊協定 • 更好擴充及延展 • 自動化組態設定

  42. 3-4-1 IPv6表示方式 • RFC 2373 (IPv6 定址架構) 指明數種 IPv6 定址機制的類型。IPv6 位址是由介面和介面組的 128 位元識別碼組成。如果要記起來128位元，那真的是一種不方便的折磨。

  43. IPv6位址如下表示方式： • 二進制表示時： • 00110010110110100000000011010011000000001111111100101111001110110000001010101010000000000000000010011100010110101111111000101000 • 128 位元位址每16位元分隔細分為： • 0011001011011010 0000000011010011 0000000011111111 0010111100111011 0000001010101010 0000000000000000 1001110001011010 1111111000101000

  44. IPv6位址如下表示方式： • 32DA:00D3:00FF:2F3B:02AA:0000:9C5A:FE28 • 21DA:D3:FF:2F3B:2AA:0:9C5A:FE28

  45. 例(1) • 位址 FE90:0:0:0:0:FF:9AFE:4CA2 • 壓縮成 FE90::FF: 9A FE:4CA2。

  46. 例(2) • 位址 FF00:0:0:0:0:0:0:2 • 壓縮成 FF00::2。

  47. 例(3) • 位址 FF00:300:0:0:0:0:0:10 • 不可壓縮成 FF00:3::1。

  48. 例(4) • 位址 FF00:300::2 • 其中有三個區塊 FF00 區塊、300區塊及 2 區塊。 • 那由 :: 總成的位元為(8 - 3) × 16 = 80 • 表示的共有80位元省略。

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