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第 3 章網路的組成元件

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同軸電纜 中心導體： RG58 的通常為多芯銅線，用來傳電子訊號

絕緣體：用來隔絕中心導體和導電網，避免短路。

導電網：環繞中心導體的一層金屬網，用以接地

外層包覆：用來保護網路線，防止網路線在不良環境 ( 如潮濕、高溫 ) 中受到氧化或其它損壞。– 避免外界的干擾 ( 主要靠導電網 )

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兩種同軸電纜 RG58 ：用在乙太網路，為多蕊線

RG59 ：用在有線電視，為單蕊線

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同軸電纜的優缺點 優點：因有雙層保護 ( 全屬銅網及絕緣外皮 ) ，較不易受外界 ( 例如：電磁波和溼氣 ) 干擾，而且使用壽命也較長。

缺點：價格比較貴，而且也很重

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雙絞線 一般兩蕊電線：外覆絕緣材料的兩平行線

雙絞線 (Twisted pair) ：成對銅線捻絞而成– 兩兩對絞可降低電磁干擾 (Electromagnetic Int

erference, EMI) ，對絞次數愈多效果愈好

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兩種雙絞線 遮蔽式雙絞線 (Shielded Twisted Pair, STP) ：絞線與外皮間夾有一層金屬網或膜以為遮蔽，更有效抑制EMI

無遮蔽式雙絞線 (Unshielded Twisted Pair, UTP) ：較便宜，使用率較高– 電話線亦是雙絞線，但僅 1到 2對，只傳語音，不用到

4對

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雙絞線的分類 目前最普遍的是 Cat 5 ，而將來應會被

Cat 6 取代

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雙絞線的顏色及優缺點 根據 EIA/TIA 568B 的規定，雙絞線的編號與顏色有固定的對應關係– 編號 1-8 分別為：白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕

雙絞線的優缺點– 優點：便宜、維護和佈線彈性也很好。– 缺點：比較不耐用且比較容易受到干擾。

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光纖 軸芯 (core) ：玻璃材質，用來傳送光波訊號，直徑約 50-100 微米。

被覆層 (cladding) ：折射率極低的物質。 外皮 (coating) ：不透光的材質，用以隔絕外在的干擾源，也能保護脆弱的軸芯。

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光纖的類型 光纖依照傳送路徑多寡分為：

– 單模光纖 (SMF, single-mode fiber) ：軸芯直徑較細，約 5~10 微米，散射率小，光線直線前進，只一條傳送路經，適合長距離傳輸，價格昂貴，傳輸效能極佳。

– 多模光纖 (MMF, multimode fiber) ：軸芯直徑較寬，約 50~100 微米，有多條傳送路徑，適合短距離傳輸，價格較低，傳輸效率較差

• 1 微米 (m)=10-6公尺 (m)

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光纖的優缺點 光纖最大的優點有 3 項：

– 傳輸速度快：光纖的傳輸速度可以超過 2 Gbps ，為目前傳輸速率最高的媒介。

– 無電磁干擾：因為光纖是用光波傳輸訊號，不受電磁干擾的影響。

– 傳輸安全性高：光纖在傳輸時不會有光波訊號散射出來，因此不用擔心被人從散射的能量中盜取資訊

缺點：接頭都得融接，架設不易，要分接麻煩。價格高，不適合一般小型區域網路

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網路拓樸拓樸 (topology) ：白話而言即長相 目前已發展出來的區域網路拓樸，大致分成以下 3 種：– 匯流排 (Bus) 網路– 星狀 (Star) 網路– 環狀 (Ring) 網路

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匯流排網路所有電腦共用一條網路線 ( 一條腸子通到底 )– 其實是由很多段所銜接而成

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匯流排網路的優缺點 優點 :

– 成本低廉– 佈線簡單

缺點 :– 只要其中任何一段線路故障，整個網路就癱瘓了

– 追查故障線路時比較麻煩– 要加入或減少一部電腦時，也會使網路暫時中斷

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星狀網路 (鞏固領導中心 ) 以集線器 (Hub) 為中心，向外成放射狀

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星狀網路的優缺點星狀網路的優點 ( 也就是彌補匯流排網路的缺點 ) ：– 局部線路故障只會影響局部區域，不會導致整個網路癱瘓。除非集線器出了問題

– 追查故障點時相當方便，通常從集線器的燈號便能很快得知。

– 新增或減少電腦時，不會造成網路中斷。 缺點：

– 必須增加一筆購買集線器的成本。現因成本下降，星狀網路已成趨勢

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環狀網路 (棒棒接力 ) 電腦連成一個環

– 原則上電腦依位置順序編號，訊號則依編號一台接一台遞送

– 一般不能跳過中間電腦，除非有做 bypass的動作

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環狀網路的優缺點 優點：不會發生傳輸碰撞 (collision)情形

– 前兩種網路若兩部以上同時送資料則可能發生碰撞，使網路暫時無法工作

– 星狀網路之電腦要傳送資料前需拿到令牌 (token ，訊標 )才能傳送，所以不會碰撞

缺點：– 環狀網路的軟硬體設備成本較高，連帶影響到其普及性。

– 一線路或節點故障，整個網路將癱瘓。可用備援線路解決線路故障之問題

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有備援線路的環狀網路 兩個環，即兩個線路

– 一般在主要線路運作，若主要線路某處故障，則以備援線路運作

–但若節點故障仍無法運作

–實際上，無論線路或節點故障皆可將主要線路與備援線路相連而正常運作

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邏輯環狀拓樸搭配實體環狀拓樸

邏輯拓樸：指資料傳輸的方式

實體拓樸：指實際佈線的方式

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邏輯環狀拓樸搭配實體匯流排拓樸

邏輯環狀拓樸搭配實體星狀拓樸

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邏輯環狀拓樸搭配實體星狀拓樸

使用集線器的乙太網路是屬於邏輯匯流排拓樸搭配實體星狀拓樸

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星狀與匯流排之混合式網路區域網路上可能不只一種拓樸

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星狀與環狀之混合式網路

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數據機 數據機是專司調變 (Modulation)和解調變 (Demodul

ation) 的設備，透過數據機，我們就可以利用電話線傳輸數據資料。

數據機可以採用下列兩種分類方式：– 以連接方式區分：內接式 (又稱數據卡 ) 、外接式。

(另有內建式 )– 以上網頻寬區分

• 窄頻： 56 k 以下之傳統數據機，優點為成本低、普及率高、設定方便

• 寬頻：數百到數千 k ，如 ADSL 及 Cable modem

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外接式數據機使用 RS232(COM) port

使用通用序列匯流排 (Universal Serial Bus, USB)

纜線數據機 Cable Modem ADSL 數據機

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V.92 規格舊的 56k 使用 V.90 ，新的用則使用 V.92 3 項比較重要的更新：

– 快速連線 (QuickConnect) ：降低使用者與網路服務供應商之間的連線時間。 ( 約省一半 )

– 連線保留 (Modem-on-hold) ：可以讓使用者暫時中斷數據機連線功能以接聽電話，且通話完畢後不須重新撥號即可繼續連線上網 ( 最多可保留 16 分鐘 ) 。

– 全新V.44壓縮技術與 PCM上傳功能 (PCM upstream) ：高於原有 V.42bis之壓縮比；上傳由 33.6k提升到 48k

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網路卡 網路卡可採用下列 3 種方式來分類：

– 以接頭種類： AUI(DB-15, DIX) 接頭、 BNC 接頭、 RJ-45 接頭，分別使用 AUI 纜線、 RG-58 纜線、雙絞線 (UTP 或 STP)

– 以頻寬 (Bandwidth) ： 10 、 100 、 1000 Mbps• 因 100 BaseTX 與 10BaseT運作大致相同，故有雙速自動偵測之網卡

– 以匯流排 (Bus) 介面： ISA 、 PCI 、 USB 、 PCMCIA (PC card)

• 網卡內插在匯流排上，外接纜線

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網路卡之接頭 AUI ：現已淘汰

BNC ：用在實體匯流排拓樸，價格低、安裝容易，

但速度慢

RJ-45 ：與電話接頭類似

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ISA (Industry Standard Architecture) 介面

有 8 bits 和 16 bits ， 8 bits早已淘汰， 16 bits 也被 PCI 網卡取代，幾近絕跡

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PCI (Peripheral Component Interconnect) 介面

規格由 Intel所主導，有 32 bits 和 64 bits– 使用一顆 PCI橋接晶片區隔 CPU匯流排與

PCI匯流排，使之可以用自己的時脈運作，穩定度與傳輸率皆有改進

– 目前以 32 bits 為主力

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USB 介面由 Compaq 、 DEC 、 IBM 、 Microsoft 、

Intel 、 NEC 、 Nortel於 1996年所提出– USB 1.1 ： 1.5 Mbps—12 Mbps所以只能用在 10 Mbps 的網卡 ( 或無線網卡 2/11 Mbps)

– USB 2.0 ：提高到 480 Mbps ，所以可用在100 Mbps 的網卡

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PCMCIA 介面個人電腦卡國際協會 (Personal Computer

Memory Card International Association)於 1991年成立，原為了 NB之附加記憶卡– 後為免產品與協會名稱搞混，所以定名為 P

C card

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中繼器 中繼器 (repeater增益器 ) ：屬實體層元件– 因傳輸媒體之阻抗或空間之影響會使訊號減弱以致失真將訊號恢復原來的波形與強度

– 只要兩邊相同的網路架構 (指第二層相同 ) ，中繼器可連接不同的線材正面：光纖及 BNC

背面： RJ-45

正面： AUI及 RJ-45

背面： BNC

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集線器集線器

– 通常也是中繼器，但未必一定是，因有些集線器無加強訊號

– 不一定是乙太網路集線器– 乙太網路集線器是最常見的集線器

正面 背面

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乙太網路集線器 10BaseT 及 100BaseTX所使用的即是 更大型的集線器採模組化，每插一片介面卡可增數十個 port ，又稱為 concentrator

有些 ( 乙太網路 )集線器除 RJ-45 的插孔外，可能尚有 BNC 、 AUI 及光纖的接頭

在乙太網路，集線器即多 port之中繼器，所以又稱為 MultiPort Repeater MPR 或 Repeater Set

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以傳輸速率區分 10 Mbps ：用在 10 BaseT 100 Mbps ：依 802.3u標準，包括 100 BaseTX 、 10

0 BaseT4 及 100 BaseFX ，但一般都是 100 BaseTX 10+100 ：大部分 port 為 10 ，少部分為 100 10/100 ：每個 port皆可以接 10 或 100 的網路，且一般會自動偵測

共享式集線器 (Shared Hub) ：所有 ports共用頻寬，同一時間只能一對傳送

交換式集線器 (Switched Hub) ：如同電話交換機，可將線路切開，所以同一時間可多對傳送，整體頻寬提高

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堆疊式集線器 (Stackable Hub)若集線器的 ports 不夠時，可將 hub串接

起來增加 port 數，但受限於 5-4-3原則，所以不能串接太多。可用堆疊式來解決

堆疊式集線器背後通常有串接專用接頭，並附專用 UTP 線，堆疊多台後仍視為一台集線器，所以未違背 5-4-3原則

5-4-3原則： 5 網段、 4增益器、 3群電腦– IRL (Inter Repeater Link) 不接電腦

• 空一個網段為了分隔訊號碰撞的時間，若五個網段都接電腦則碰撞機率太大使網路效能下降

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橋接器橋接器：屬資料鏈結層 ( 會看該層 header)

– 可切割網路，將大網路切成數個小網路，以縮小碰撞網域 (collision domain)

– 主要功能過濾封包：不需要通過 (即目的端不在另一邊 ) 的封包會過濾而不傳過去

– 橋接器所連網路仍屬同一廣播網域，因橋接器並不會阻擋廣播封包 ( 因目的端為全部 )

– 所連兩端網路具相同之網路層，至於資料鏈結層可以不同，雖一般是相同的

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橋接器運作原理橋接器為何能判斷收件者所在的網路

– 因為橋接器裡會有一張清單，裡面記載了每台電腦所在的區域

– 橋接器記住的其實不是電腦名稱，而是電腦的 MAC位址。

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路由器 (1/2) 路由器 (Router) ：屬網路層

– 主要功用：選擇路徑，就是在不同的網路間選擇“最佳”傳輸路徑。

– 另一功用：阻隔廣播封包，因路由器的每個 port連至一個不同的網段

– LAN1 到 LAN2 ，除考慮線的傳輸速度外，也要考慮所經節點的處理速度

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路由器 (2/2) 不同網路協定 (如 IP、 IPX) 一般需使用對應的路由器，也有處理多協定之路由器

閘道器 (Gateway) ：某單位對外之路由器– 通常連接兩種不同類型之網路，如學校、公司或家裡連上廣域網路之路由器，其一邊接區域網路 (LAN port) ，一端接專線或ADSL

橋接路由器 (Bridging router, Brouter)– 兼具橋接器與路由器之功能，可處理可路由 (IP, IPX) 及不可路由 (NetBUEI)之協定

• 不可路由之意為不可透過路由器傳至其他網段– 一般市面上的路由器大都具橋接功能

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第 2 層交換器又稱交換式集線器或多埠橋接器

– 具備集線器 ( 多埠 ) 與橋接器功能 (原集線器只做第一層工作，橋接器則到第二層 )

– 會記憶哪個位址接在哪個 Port ，並據以決定將封包送往何處 ( 如橋接器為第二層工作 )

– 對 N Port 100 Mbps 的頻寬，理論上最大傳輸頻寬為 100 × N / 2 Mbps( 全雙工應為 100N)

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第 3 層交換器具交換器及路由功能 路由器之簡化版，為加速路由，以硬體執行路由動作，原路由是以軟體執行

尚不能取代路由器– 因尚缺安全管理、與WAN的連接、優先權管理、支援多種協定封包等功能

通常與路由器搭配使用或在不需連至網際網路之環境中取代路由器

但，現在已在進步改變中，朝向取代路由器之路邁進

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VLAN (1/4)

VLAN(Virtual LAN ，虛擬區域網路 )– 交換式技術的進階應用，不只讓兩 ports互傳資料，更可規劃數個 ports 同屬一個 LAN

– 可增進整體效益且方便管理

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VLAN (2/4)

可利用 VLAN ID 將連接埠劃分成不同的群組，相同 VLAN ID即相同 LAN– 廣播封包不會送到不同群組的連接埠，但若使用 Switched Hub則會送至所有 ports

– 除了用連接埠來設定 VLAN 外，亦可使用 IP 或 MAC位址來設定

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VLAN (3/4)方便管理及配置硬體設備：群組之劃分純以 VLAN ID ，無論電腦的實體位置

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VLAN (4/4)

管理的安全性：可限制不同群組間的資料交換