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網路概論

作者

原始 MD by 偉宏

網路概論​

郭偉宏 Jason_Kuo

要建立一套「電腦網路」是一個大工程。

需要哪些材料？位元的編碼方式？資料如何分段、標記？

協定（Protocol）​

由於要銜沙填海，網路協定基本是百家爭鳴：

可見，單個協定規範的範籌非常小。\ 只靠一兩個協定顯然不足以建構一個多元、便利的通訊網路。\ 因此，也出現了許多方法能將協定分類，便於整理目前需要的協定為何。

目前最常用的分類方式有2 (3) 種： OSI 7層 與 IPS 4層 / 5層

OSI-and-TCP/IP-model

(圖片來源：ipcisco.com)​

在上圖三個模型當中，最貼近使用者的（越上面），層數最大； 最接近電腦硬體的（越下面），層數最小。

如圖所示，TCP/IP的基本就是把上面3層合稱應用層，其中4層結構把下面2層合稱為連結層。

OSI雖然分得比較細膩，然而在管理上只是徒增複雜度；只分4層的話，硬體與韌體又切分不徹底\ 因此電腦網路實作時更多討論IPS (TCP/IP) 5層架構。

L1-實體層（Physical layer）​

-知名協定：IEEE 802.3 乙太網路（Ethernet）
-常見機台：集線器 (Hub)
-傳輸資訊：位元 (bit)

例如網路線的2種順序就是802.3上寫的： RJ45 T568 A & B diagram

(萬一不是這倆，那代表這條網路線目前沒辦法跑到最高速度＆這條網路線原本不能用了，是有人弄的補救措施或他純粹想搞你:D )

-知名協定：IEEE 802.3 乙太網路（Ethernet）
        & RFC 826 位址解析協定（ARP，Address Resolution Protocol）
-常見機台：交換器 (Switch)
-傳輸資訊：幀 (frame)

MAC位址​

共48位元，通常以 6組 2位元 16進位數字表示 例如 FF:FF:FF:FF:FF:FF(廣播用) mac-addr

(當然，這些表示法也是802.3指定的)

ARP​

MAC位址(L2) 與 IP位址(L3) 的轉換協定

L2跟L3各自有獨立的位址... y tho ?

MAC Address直接與「廠商」、「網卡」關聯

>> 沒特別追蹤的前提，編號等於「完全隨機洗牌」

想像一下，能紀錄全球上億台電腦位址的機器，它的神奇價碼 :D

L3-網路層（Network layer）​

-知名協定：RFC 791 網際網路通訊協定第四版（IPv4，Internet Protocol version 4）
-常見機台：路由器 (Router)
-傳輸資訊：封包 (packet)

meme-ip

IPv4位址格式：4組以.分隔的 8bit (0~255) 十進位數​

ip-addr-format

保留IP位址​

  • 127.x.x.x/8 (loopback)
  • 192.168.x.x/16 (private)
  • 172.17.x.x/16 (private)
  • 10.0.x.x/16 (private)
  • 0.x.x.x/8 (self)

子網路遮罩​

16bitMaskExample

(圖片來源：https://www.javatpoint.com)​

為了更方便管理，IP位址分成網路跟主機位址

大範圍尋址時（基本上，路由器之間）都使用網路位址；小範圍則使用主機位址

如此一來，紀錄可以節省不少空間、尋址也會快速許多

子網路遮罩則是告訴電腦位址界線的方式

子網遮罩格式​

  1. 與IPv4格式相同，可以用4組以.分隔的0~255表示
  2. 直接在位址後面用 /位元 表示起始端為1的連續位元數量

還沒有子網的時代--Classful IP Addressing：​

GeeksForGeeks 維基百科

更新後的IP位址--IPv6​

iThome Microsoft Learn

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v4與v6怎麼互相通訊？​

iThome 維基百科

L4-傳輸層（Transport layer）​

-知名協定：RFC 9293 傳輸控制協定（TCP，Transmission Control Protocol）
-機台：硬體式防火牆 (Hardware Firewall) //不常見但存在.A.
-傳輸資訊：段(segment)

網頁用的:8080或:80、麥塊用的:25565或:19132都是通訊埠號碼(port number)的一例

其中0～1024是讓各種其他協定使用的保留號 而1025～49151是可以到IANA（網際網路號碼分配局）註冊的 剩下的49152～65535是動態分配用的保留號

L7-應用層（Application layer）​

-知名協定：RFC 2616 超文本傳輸協定（HTTP，HyperText Transfer Protocol）
        & RFC 6101 安全通訊協定/傳輸層安全協定（SSL/TLS，Secure Sockets Layer/Transport Layer Scurity)

-傳輸資訊：資料(data)

Quick Review​

L1：外修時要背順序 L2：開學時要登記 （我們也知道很奇怪:D），接單時也要檢查 L3：外修時要幫人家檢查 L4：架服務時不小心就會設定到 L7：就是要設定的東西，其作用體現為服務

網路協定 (internet protocol)​

為了讓網路上的各個設備有個「共通設定/校準方案」而訂定出來的標準

但是，是設定什麼東西呢？​

電腦，當然 :D​

電腦(Computer)​

一切電腦網路規定的意義所在，網絡中的節點 在其上可以運行：

  • 服務(Service)：為使用者提供的事務
  • 伺服器(Server)：對「提供服務者」的稱呼
  • 環境(Environment)：對負責設定用的相關元件之統稱
  • 作業系統(Operating System)：讓軟體伺服器運行的必要環境
  • 族繁不及備載...

課程結束

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