第十二章互聯(lián)網(wǎng)及其科技

1、12.1互聯(lián)網(wǎng)和萬維網(wǎng) 12.2互聯(lián)網(wǎng)的連接12.3互聯(lián)網(wǎng)的運作zA. 互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展y1969 年，美國國防部年，美國國防部 (ARPA) 把軍事和大學(xué)把軍事和大學(xué)電腦連繫起來，建造電腦連繫起來，建造 ARPANET：1.允許地理上分隔的電腦共享數(shù)據(jù)2.允許人員經(jīng)由電子郵件互相通訊3.抵禦戰(zhàn)爭時可能受到的破壞，例如炸彈的攻擊：若受到破壞，數(shù)據(jù)可繞過網(wǎng)絡(luò)受損的部份，繼續(xù)傳送4.連接不同型號、不同操作系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù)格式的電腦，實現(xiàn)相互通訊及資源共享。y1986 年，美國國家科學(xué)基金會年，美國國家科學(xué)基金會 (NSF) 把他們把他們的超級電腦網(wǎng)絡(luò)連結(jié)到的超級電腦網(wǎng)絡(luò)連結(jié)到 ARPANET

2、z平民化平民化:yNSF允許任何人仕自行把電腦透過不同網(wǎng)絡(luò)連允許任何人仕自行把電腦透過不同網(wǎng)絡(luò)連接至接至APRPANETyARPANET 改名為互聯(lián)網(wǎng)改名為互聯(lián)網(wǎng)(Internet)z1. 互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商z2. 用戶的互聯(lián)網(wǎng)接達用戶的互聯(lián)網(wǎng)接達y撥號接達撥號接達y寬頻接達寬頻接達y無線接達無線接達y專線接達專線接達z互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng) (Internet) y集合全球許多個網(wǎng)絡(luò)一起的大型網(wǎng)絡(luò)集合全球許多個網(wǎng)絡(luò)一起的大型網(wǎng)絡(luò)y以協(xié)作形式運作：以協(xié)作形式運作：x每個網(wǎng)絡(luò)提供伺服器、通訊和接線等設(shè)備，x並指揮數(shù)據(jù)流動y大型公司及組織提供主幹大型公司及組織提供主幹 (Backbone) x

3、高速通訊渠道z互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商 (ISP) y提供接達互聯(lián)網(wǎng)提供接達互聯(lián)網(wǎng) (俗稱上網(wǎng)俗稱上網(wǎng))的服務(wù)的服務(wù).y永久地連接到主幹永久地連接到主幹.y用戶要付款給它們開戶口用戶要付款給它們開戶口 , 才可使用它們的上才可使用它們的上網(wǎng)服務(wù)網(wǎng)服務(wù).yISP 的收費形式可能的收費形式可能x以每小時的服務(wù)計算x無限上網(wǎng)z 1.撥號接達撥號接達(Dial-up access) y使用一般的調(diào)解器及電話線使用一般的調(diào)解器及電話線y暫時性地連接到互聯(lián)網(wǎng)暫時性地連接到互聯(lián)網(wǎng)y連接串行埠連接串行埠 (Serial port)，毋需網(wǎng)絡(luò)界面卡毋需網(wǎng)絡(luò)界面卡y雖然較便宜，但其速度緩慢雖然較便宜，但其

4、速度緩慢x56 kbpsx在香港，更要支付以每分鐘計算的 PNETSx繁忙時段，撥號接達未必成功x用戶在上網(wǎng)時 , 別人無法打出及打入用戶的電話號碼, 與用戶作語音交談 .x容易斷線 .z 2.寬頻接達寬頻接達 (Broadband access) y(A) 非對稱數(shù)碼用戶線路非對稱數(shù)碼用戶線路 (ADSL) -採用電話線連接ADSL解調(diào)器 . 非對稱是指數(shù)據(jù)下載 速率(1.5至6Mbps)較上載率(16至640Kbps)為高 . -因提供ADSL服務(wù)的ISP , 其機樓內(nèi)集合了很多數(shù)據(jù) 傳送線路(較用戶端機樓多很多) , 線路間的訊號會互 相增強 . 這導(dǎo)致下載速度較上載速度快很多. -AD

5、SL解調(diào)器會把數(shù)碼訊號調(diào)變成可供電話線路傳 送訊息的波型及將語音及不同數(shù)據(jù)加以整合以供在 同一線路上傳遞 ; 接收端則透過ADSL解調(diào)器將已調(diào) 變的訊號變回數(shù)碼訊號及把整合了的數(shù)據(jù)分開成原 狀 .續(xù)ADSL-因語音及數(shù)據(jù)是以不同的頻率傳送 , 故上網(wǎng)及打電 話可同時進行.-用戶的電腦需配備網(wǎng)絡(luò)介面卡及CAT 5線與ADSL解調(diào) 器連接 .- ADSL解調(diào)器可供多於一部電腦連接 , 具派IP地 址功能 , 以供分享頻寬 .-大多數(shù)ISP傾向使用ADSL技術(shù) , 因它們不願意讓用戶 經(jīng)常把大量數(shù)據(jù)(檔案)經(jīng)它們的網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳開去 . 這會增加其伺服器的負擔 , 亦令其網(wǎng)絡(luò)交通變得繁忙 , 上網(wǎng)速度

6、亦會降低 .z續(xù)續(xù)ADSL ADSL 解調(diào)器ADSL的優(yōu)點的優(yōu)點 :-不影響原本的電話語音服務(wù)-長期在線-*每位用戶可獨享一條寬頻連接 *(B) 有線電視網(wǎng)絡(luò)有線電視網(wǎng)絡(luò) (Cable TV)。-利用cable modem 把電腦連接至cable TV網(wǎng)絡(luò) , 因此僅限於已連接了cable TV網(wǎng)絡(luò)的地方才可使用. 其下行容量為36Mbps , 上行容量為3Mbps , 供同一地 點的用戶分享.故連線速度並不穩(wěn)定 . 在一般情況下 , 數(shù)據(jù)傳輸率為1.5Mbps .-CableTV網(wǎng)絡(luò)主要由同軸線與光纖混雜連結(jié)而成. 由 cable TV機樓至住宅機樓的一段路程用光纖連接,而由 住宅至用戶的c

7、able modem一段路程則用同軸線連接 .-Cable modem的作用是將數(shù)據(jù)訊號作調(diào)變及反調(diào)變 .-用戶的電腦亦需配備網(wǎng)絡(luò)卡及cat5電纜與cable modem 連接 .zCABLE MODEM3. 無線電連接無線電連接(A) WAP (無線應(yīng)用協(xié)定無線應(yīng)用協(xié)定)-無線通訊設(shè)備溝通的一種協(xié)定 (共同遵守的規(guī) 則) . -一般應(yīng)用於流動電話及個人數(shù)碼助理(PDA).-WAP元件可令這些設(shè)備接達互聯(lián)網(wǎng)和電郵服務(wù) .-最高數(shù)據(jù)傳輸率由10Kbps至153Kbps .-用戶要向有提供WAP服務(wù)的電訊公司申請賬戶 及配備有WAP功能的通訊設(shè)備才可使用上網(wǎng)服務(wù) .(B) GPRS (通用封包無線

8、服務(wù)通用封包無線服務(wù))-流動電話所使用的技術(shù) .-最高數(shù)據(jù)傳輸率為115.2Kbps .-一部筆記型電腦只要配備GPRS網(wǎng)絡(luò)卡 或連接具 GPRS功能的流動電話 , 便可隨時上網(wǎng) .-GPRS及WAP讓用戶隨時隨地利用手提電話獲取 互聯(lián)網(wǎng)上的資訊 .-但GPRS及WAP開始被WIFI技術(shù)所取替 .(4) T-載波專線載波專線-適用於需要不間斷連接網(wǎng)絡(luò)的公司、機構(gòu)和學(xué) 校 .-提供網(wǎng)絡(luò)主機和ISP之間的永久連接 .-允許用戶同時存取及瀏覽互聯(lián)網(wǎng) .-用戶獨享頻寬 .-T-1 : 1.54Mbps T-3 : 44Mbps-用戶要配備網(wǎng)絡(luò)路由器 .-架設(shè)及專線租借費用昂貴 .z1. 網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)間之

9、硬件連接網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)間之硬件連接z2. TCP/IPz3. IP 位址及位址及MAC位址位址z4. 域名域名z5. 互聯(lián)網(wǎng)位址互聯(lián)網(wǎng)位址z6. DNS 伺服器伺服器(A) 網(wǎng)絡(luò)間的硬體連接網(wǎng)絡(luò)間的硬體連接-互聯(lián)網(wǎng)上分佈了不少LAN , 將不同的LAN連接起 來便成WAN, 把不同的WAN連起來 , 便組成互聯(lián)網(wǎng) . 網(wǎng)絡(luò) 間如無任何媒體(例 :UTP , 光纖,同軸線)及網(wǎng)絡(luò)連 接設(shè)備(例: 橋接器及路由器)連接 , 就不能互傳訊息 . -橋接器(BRIDGE)就是用來連接兩個或以上的LAN , 以舒 緩網(wǎng)絡(luò)交通 .-如要把兩個或以上的WAN連接起的話 , 我們便要使用路 由器(ROUTER)

10、. 當然 , 路由器也可用來作LAN與LAN之 接連或電腦與電腦間之接連 .(B) 路由器路由器連接兩個或以上的網(wǎng)絡(luò)及為數(shù)據(jù)封包找出最佳連接兩個或以上的網(wǎng)絡(luò)及為數(shù)據(jù)封包找出最佳 的路由路徑的路由路徑 .大機構(gòu)用的路由器家用或小型企業(yè)用的路由器(寬頻分享器)路由器的運作路由器的運作(僅供參考僅供參考) :- 可分軟件路由器及硬件路由器 .- 硬件路由器的運作較為可靠及穩(wěn)定 , 但價格昂貴.- 路由器上有多個連接埠 , 每個埠皆與互聯(lián)網(wǎng)上的其中一個網(wǎng)絡(luò)接連 .- 當路由器從網(wǎng)絡(luò)中接收到一個數(shù)據(jù)封包後 , 會檢查一下封包目的地之IP地址 . 然後根據(jù)一些邏輯運算去找出封包目的地所在的網(wǎng)絡(luò)號碼 , 再

11、根據(jù)路由器內(nèi)的路由表去找出封包應(yīng)被傳送至哪個連接埠/相鄰網(wǎng)絡(luò) .- 一般來說 , 數(shù)據(jù)包在到達目的地前 , 至少要經(jīng)過數(shù)個路由器才到達目的地 .- 網(wǎng)絡(luò)上相鄰的路由器會定時互相 溝通 , 更新它們的路由表 , 為各個封包找出最佳的傳輸路徑 .- 如封包的目的地與來源地處於同一LAN上 , 則封包不用經(jīng)路由器傳送 .- 現(xiàn)今的路由器都附加了IP地址派發(fā)的功能 .(A) 什麼是通訊協(xié)定什麼是通訊協(xié)定(communication protocols)?(B) -兩部電腦如要互相通訊 , 雙方必須遵守一些(C) 標準法則 . 這些法則便是通訊協(xié)定.(D) -我們在使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)時 , 在不同時候就會(

12、E) 用到不同的協(xié)定 . 至於用哪些協(xié)定 , 主要取(F) 決於我們正在使用哪項互聯(lián)網(wǎng)服務(wù) .(G) -這些協(xié)定其實是一些控制程序 .(H) -這些協(xié)定有部份已內(nèi)置於操作系統(tǒng)內(nèi), 但有部(I) 份則內(nèi)置於其他應(yīng)用程式/硬件內(nèi) , 要另行安裝 . (J) -協(xié)定與協(xié)定之間在執(zhí)行時會互相幫助 , 讓兩部電腦可(K) 成功通訊 . (B) TCP/IP協(xié)定套協(xié)定套 - 現(xiàn)在最常用的通訊協(xié)定套稱為TCP/IP . - 它包含了很多通訊協(xié)定 , 要令兩部電腦準確 無誤地交換信息 , 在眾多的協(xié)定中 , 有兩個協(xié) 定為此扮演著重要角色 . 它們分別是TCP 及 IP. - TCP 代表傳輸控制協(xié)定 - I

13、P 代表互聯(lián)網(wǎng)協(xié)定(C) TCP/IP是如何運作的是如何運作的 ? -TCP/IP讓兩部主機建立連線 , 以便兩者交換數(shù)據(jù) . -TCP會把數(shù)據(jù)分割成若干個封包(PACKETS) .它能執(zhí)行 流動及錯誤控制 , 它保證數(shù)據(jù)包的傳送(透過“傳送-確認 “機制) , 更保證封包按相同的次序被接收 . 若數(shù)據(jù)包在 傳送過程中遺失或遭破壞, TCP即重新傳送該數(shù)據(jù)包 . 在收件人方面 , TCP負責(zé)檢查接收到數(shù)據(jù)包有否遭破壞 及把數(shù)據(jù)包按序號重組成原來的信息 . -IP則負責(zé)為每個數(shù)據(jù)包附上來源地及目的地的IP位址 及透過網(wǎng)絡(luò)伺服器及路由器(如要連接另一網(wǎng)絡(luò)的話)傳 輸數(shù)據(jù)包至目的地 . -每個數(shù)據(jù)包

14、可能會遁不同路徑傳輸至目的地 .(D) TCP/IP 的優(yōu)點：的優(yōu)點：1.線路負荷平均分配2.某部份線路受損不影響傳輸x由於每次有多條路徑可供選擇，小包可以繞過受損的地方。3.保證所有信息能完整地傳送x收件電腦會檢查每個小包，若發(fā)現(xiàn)任何錯誤，便會要求發(fā)件電腦重新將信息傳送4.支援不同類型的電腦x只要操作系統(tǒng)支援 TCP/IP 便可在互聯(lián)網(wǎng)上進行溝通(A) 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)定位址互聯(lián)網(wǎng)協(xié)定位址 (IP Address)是什麼是什麼 ?-貯存在電腦內(nèi) , 用來識別在網(wǎng)絡(luò)中的每一臺電腦 .-每個IP地址皆是唯一的 .-一般家用上網(wǎng)電腦的IP地址是由ISP內(nèi)的DHCP伺服器負責(zé)派發(fā)的 .- ISP及其他機構(gòu)/

15、組織的IP則要向互聯(lián)網(wǎng)編號配給管理局(IANA)註冊配給, 每個機構(gòu)/組織/ISP皆可同時申請多於一個IP位址 .(B) IP位址的表示模式位址的表示模式 -我們現(xiàn)在使用的表示模式為 IPv4 . -電腦使用32個二進制位元(分4組,每組有8 BITS) 來貯存IP地址 . (*32 BITS=4 BYTES*) -為了方便記憶及輸入 , 我們會將該 4 組二進制數(shù) 值化為相應(yīng)的十進制數(shù)值 , 並在各數(shù)值間以“.”作 分隔 . 每個十進制數(shù)字之範圍由 0 - 255 . -可表達 232 = 4294967295 個IP位址 例如 : 11111100 11000011 00011111 00

16、000101(二進制) 252 . 195 . 31 . 5 (十進制)(C) 特殊特殊 IP 位址位址 -有些 IP位址本身具有特殊意思及用途 , 我們通 常不會用來作為電腦的 IP位址 . (i)00000000 00000000 00000000 00000000 (代表本機) 即 0.0.0.0 (ii)11111111 11111111 11111111 11111111 (在同一網(wǎng)絡(luò)中廣播) 即255.255.255.255 (iii)xxxxxxxxxx1111.111111 (即在另一網(wǎng)絡(luò)上進行廣播 , xxxxxxxx表示二進制網(wǎng)絡(luò)部份) (D) IP 位址的深層演譯位址的深

17、層演譯 (i)我們可從一部電腦的IP位址 , 得出下列資料 : - 所在網(wǎng)絡(luò)的級別 (NETWORK CLASS) - 所在網(wǎng)絡(luò)的識別碼 (NETWORK ID) - 所在網(wǎng)絡(luò)的IP位址 (NETWORK IP ADDRESS) - 主機識別碼 (HOST ID) (ii) 若知道網(wǎng)絡(luò)的級別 , 便可計出可形成的網(wǎng)絡(luò)數(shù) 目及每個網(wǎng)絡(luò)上的主機最高數(shù)目 . *詳細解說請參閱油印筆記詳細解說請參閱油印筆記*(E) 各網(wǎng)絡(luò)級別的應(yīng)用層面各網(wǎng)絡(luò)級別的應(yīng)用層面 : A級 : 國家或地區(qū)性機構(gòu) B級 : 國際機構(gòu) C級 : 商業(yè)或家用 D級 : 多重廣播(多用於分佈系統(tǒng)) E級 : 未被啟用 (F) 公共公

18、共 IP位址位址(Public IP)與私人與私人IP位址位址(Private IP) -如在同一LAN上有數(shù)臺電腦要上網(wǎng)及作內(nèi)部溝通 , 我們 便需要向ISP申請數(shù)個IP地址 , 這是一個不合成本效益的 方案 . -而且 , 若每部電腦都在互聯(lián)網(wǎng)上登記一個全球人士皆知 的IP位址 , 可用的IP位址很快便會用清. -所以 ,在前述提過的可用IP位址當中, 有一些位址是保留 起來 , 作內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)之用 . 這些IP位址便稱為私人IP位址 , 餘下的便是公共IP位址 . 擁有公共IP位址的電腦可直接 連繫互聯(lián)網(wǎng) . -只要LAN上的其中一臺電腦擁有公共IP位址 , 其餘電腦 則用私人IP , 我們

19、便有方法做到一個上網(wǎng)戶口 , 多人上 網(wǎng) . -假IP位址有 : 192.168.x.y , 169.254.x.y , 172.16-31.x.y, 10.x.y.z (最尾一個數(shù)字不可是0或255)(G) IPv6 -隨著戶聯(lián)網(wǎng)用戶不斷增加 , IPv4所提供的IP位址已不敷 應(yīng)用 . IPv6系統(tǒng)便應(yīng)運而生 . -位址由128 bits組成 , 分8組 , 每組16 bits . -若化回十進制 , 則每組數(shù)字的範圍由0-65535 . -每組數(shù)字用“:”分開 . -但IPv6位址的寫法多用16進制數(shù)字 . 例 : 1000:EEEF:2498:0000:283D:ABBA:BBCC:0

20、011 -共可構(gòu)成2128個位址 (天文數(shù)字 !). -暫時仍未完全普及 .(H) MAC位址位址(參考資料參考資料)-IP位址主要用於把數(shù)據(jù)封包傅送至封包目的地所處之網(wǎng)絡(luò) .-至於這個封包最後被該網(wǎng)絡(luò)上的哪部電腦/網(wǎng)絡(luò)卡所接收 , 這就取決於 燒錄在網(wǎng)絡(luò)卡上的MAC位址了 .- 由6組兩位的16進制數(shù)字組成 . (例 : 00-08-74-4C-7F-1D)- 頭3組表示生產(chǎn)商 , 尾3組表示卡的序號 .- MAC位址也是唯一的.-當一臺電腦在送出封包前 , 除了要附加目的地IP位址到封包上之外 , 還要附加目的地之MAC位址 . 這時 ,電腦會透過廣播一種特殊的數(shù)據(jù) 包 , 請求目的地電腦提供其MAC位址. 當MAC位址被傳回後 , 便會附加 到數(shù)據(jù)包上. 當數(shù)據(jù)包被送至目的地網(wǎng)絡(luò)之伺服器後 , 該封包會被廣播 至目的地網(wǎng)絡(luò)上之所有電腦 , 只有擁有封包上之M