ª 通訊媒介

ª 網路設備

硬體設備 （Network Hardware）

必須學習與理解的重點

chapter

2

2-2

2-1 通訊媒介

各種網路不同功用的硬體，使用在不同的節段場合，兩台電腦進行連線時，也不可能

只有一條隨便電線就可連接起來，它有許多限制的條件。利用什麼介質來替我們傳送

資料，必須考慮傳送的頻寬、成本及延遲時間等因素，目前通訊媒介大約可分為有線

通訊媒介與無線通訊媒介兩大類。

有線通訊媒介

有線傳輸媒介有雙絞線（Twisted pair）、同軸電纜（Coaxial cable）及光纖（Optical

Fiber）等。

� 雙絞線

雙絞線（Twisted Pair，TP）在架設線路時最常用的一種傳輸介質，雙絞線是將兩條

線路互相按一定距離絞合在一起所成的一種類似於電話線的傳輸媒體，每條線路外層

都加了一層絕緣的材質包裹且有顏色作為標記，常見的雙絞線可分為兩種，一種是非

遮罩雙絞線（Unshilded Twisted Pair，UTP），而另外一種是遮罩雙絞線（Shielded

Twisted Pair，STP）。

雙絞線實體

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硬體設備︵N

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2規格 傳送速度 應用

Cat-1 56Kbit/s 傳統電話、ISDN

Cat-2 4Mbit/s 令牌環網路

Cat-3 16MHz頻寬 10 Mbit/s 乙太網路

Cat-4 16Mbit/s 100Mbit/s 乙太網路

Cat-5 100MHz頻寬 100Mbit/s乙太網路

Cat-5e 100MHz頻寬 1Gbit/s乙太網路

Cat-6 250MHz頻寬 1Gbit/s乙太網路

� 同軸電纜

同軸電纜線的外觀看起來就像有線電視電纜一樣，早期這種連接方式有許多人採用，

它的優點在於不必經過「集線器」（HUB），採用串接的方式運作，單點對單點的傳輸

距離為 180~500公尺不等，視線材的種類而定。

同軸電纜主要可分為兩類，一類是較粗的電纜稱為粗纜（75歐姆型），而另一類是較

細的電纜稱為細纜（50歐姆型），實體架構都是由中央的一根銅線，而銅線的外部由

一絕緣層包覆，在絕緣層之外是由金屬所成的遮罩網所覆蓋，而最外層則是由橡膠類

的絕緣材質所包裹而成的護套，同軸電纜的傳輸效果較雙絞線好。

同軸電纜實體及結構

2-4

� 光纖

光纖電纜的傳輸速度以及訊號品質是一流的，傳輸品質最佳的傳輸媒介為光纖。但它

的架設成本過於昂貴，一般人幾乎不會也不想使用此種網路連接方式，單點對單點的

距離可以高達 2公里以上。

光纖是由許多條纖細如髮絲的塑膠或是玻璃纖維，而其外包裹絕緣膠套所製成。透過

光的折、反射原理，資料可藉由光速在玻璃纖維內傳輸，由於光不受磁效應影響，所

以能夠防磁防電，也因此光纖的傳輸品質高、穩定，目前的光纖產品主要有 10BASE-

FL、10BASE-FB以及 10BASE-FP三種傳輸格式，而其中 10BASE-FL是目前最廣泛被

使用的光纖資料傳輸格式。

光纖實體

無線通訊媒介

無線網路近年來越來越受到歡迎，其中最主要的原因就是有線傳輸無法達到攜帶、移

動功能，無線網路可避免線路架設的麻煩，無線網路的傳輸媒體是利用空氣作為傳輸

介質，無線媒體的分類上主要可區分為四種類型。

這四種類型分別為無線電波、微波、衛星通訊、以及紅外線光波等。而在無線網路的

使用上，常見的通訊協定有 802.11a、802.11b、802.11g以及 802.11n。

� 無線電波

無線電波用於通訊的最大優點是在於免除了佈線的工作。但其亦有我們不可忽視的缺

點，那就是資料傳訊時會不會受到干擾？尤其是電腦資料的傳輸，少一個位元都不

行，目前在技術上皆比有線成本高，這也是不爭的事實。另外ㄧ個最嚴重的缺點是無

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硬體設備︵N

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2線電傳輸的輻射問題，使得每ㄧ個使用者都相當害怕。

無線電波的應用更為廣泛，如三台的電視，以傳輸的距離來說，無線電波較紅外線能

提供更遠的距離，且無線電波具有穿透牆壁的能力，這也是紅外線所不及的一點 !!

� 微波

微波是一種具有很大穿透力的高頻電磁能量，可以自由地在空間中傳播，遇到金屬面

會反射，可在介電質中轉換成熱能，加熱介電質，就是所謂的微波加熱。微波是由稱

為磁控管的微波產生器產生出來，微波一般是 300MHz~300GHz周波數的電磁波，常

見於一般家庭使用之微波爐及業務用之微波加熱裝置等，亦可用於救災通訊或是網路

通訊。

微波傳輸示意圖

2-17

模擬 題庫

1. 公用網路連線到私人網路位址要使用：

(A)動態網域名稱系統（DDNS）

(B)動態主機設定通訊協定（DHCP）

(C)網路存取保護（NAP）

(D)網路位址轉譯（NAT）

2. 多層交換器的特點：

(A)提供第 3層路由功能

(B)只使用第 1層與第 2層通訊協定運作

(C)支援 CAT3、CAT5、CAT5e與光纖

(D)支援 10MB、100MB與 1GB區域網路（LAN）連接埠

3. 用受管理的交換器取代未受管理的交換器的原因：

(A)支援多個 VLAN

(B)減少衝突網域

(C)在網路之間路由傳送

(D)管理路由表

4. 使用 MAC 位址表格的網路裝置是：

(A) DSL數據機　

(B)集線器　

(C)路由器　

(D)交換器

5. 何者用來連結兩個交換器之間的 VLAN流量？

(A) LAN連接埠

(B)主幹（Trunk）連接埠

(C)虛擬連接埠

(D) WAN連接埠

6. 需要將網路分成三個子網路。該使用哪種裝置？

(A)橋接器　

(B)集線器　

(C)路由器　

(D)區隔器

ª 網路模型簡介

ª ISO的 OSI參考模型

OSI參考模型

必須學習與理解的重點

chapter

4

4-2

4-1 網路模型簡介

DoD 模型

DoD（Department of Defense）模型當初為了 ARPANET實驗計畫所開發出來，又稱

為 ARPANET模型。TCP/IP是依此建立出來的，所以又稱 TCP/IP模型。DoD模型採

用「網路分層」概念，共分成四層模型。

網路參考模型分層

� 優點

分層負責、對等交談、逐層處理、提供網路標準、易於理解。

� 缺點

效率低落、OSI模型過於學術化

網路通訊協定標準

早期因為網路尚未發展成熟，各家自訂各家的網路通訊協定，後來版本實在太多，

無法達到各家廠商網路系統互相連結或溝通，所以國際標準組織（International

Organization for Standardization;ISO）制定了一個標準的通訊協定架構，提出了開放

式系統連結（Open System Interconnection;OSI），目前的網路通訊協定幾乎都以此為

標準。

4-2 ISO的 OSI參考模型

談網路通訊協定一般就是 OSI的七層網路通訊協定，而這七層階層式的概念就是由傳

統寄信件的階層概念而來，而且每ㄧ層有每ㄧ層各自負責特定工作。

OSI參考模型可當作是利用網路進行資料處理的一種步驟。

4-3

OS

I

參考模型

4

OSI網路七層架構及各階層名稱

OSI的架構中，如果更新通訊協定，則只要更新那ㄧ層即可，不用整個架構更新，這

也是 OSI架構優點之ㄧ。而這七層架構中最上 3層（5至 7層）為應用軟體層，第 4

層為傳輸層，作為上 3層及下 3層溝通轉換的介面層，最下面 3層（1至 3層）為實

體層，為實際硬體規範。

分層的優點：

降低複雜度

� 標準化介面

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� 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

OSI 七層的功能

層級 名稱 各層功能

第 1層 實體層

• 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

第 2層 連結層

• 連線同步化

• 資料偵錯

• 制定媒體存取控制方式

第 3層 網路層• 定址規範

• 選擇路徑傳送

第 4層 傳輸層

• 編訂封包序號

• 控制資料流量

• 資料偵錯與錯誤處理

第 5層 會議層• 建立傳輸規則

• 訂定溝通方式

第 6層 表達層

• 資料內碼轉換

• 資料壓縮解壓縮

• 資料加密與解密

第 7層 應用層 • 提供各類應用軟體服務給使用者

4-5

OS

I

參考模型

4

各階層的功能及相關技術，如下表：

層級 名稱 各層功能 相關應用技術及設備

7應用層

（Application Layer）

提供網路服務給使用

者

• WWW、E-mail、FTP、

Telnet、IE等軟體

6表達層

（Presentation Layer）決定資料格式

• 壓縮、解壓縮、加密解

密等

5交談層

（Session Layer）

負責使用者連線時登

入的管理• 帳號、密碼、連線與否

4傳輸層

（Transport Layer）

負責監督資料封包傳

輸的正確性及可靠性• TCP/IP的通訊協定

3網路層

（Network Layer）

負責建立、維護、結

束兩傳輸點的管理與

路徑規畫等工作

• TCP/IP的通訊協定

• 路由器

2資料連結層

（Data Link Layer）

負責將資料封包後傳

送及偵測是否有傳輸

錯誤

• 交換式集線器

• 橋接器

• CSMA/CD（多重存取 /

碰撞偵測）

1實體層

（Physical Layer）

負責電子或機械部份

的傳送

• 傳輸媒介、網路卡、集

線器、中繼器。

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。

4-6

接收端接受到資料後，由第一層開始將本層的表頭去掉，再一層一層往上傳送，ㄧ直

到達最上層，資料便呈現最初傳送的資料內容。

OSI網路七層信號封包傳送流程

如圖說明：

AH：代表應用層表頭

� PH：代表表達層表頭

� SH：代表會議層表頭

� TH：代表傳輸層表頭

� NH：代表網路曾表頭

� DH：代表資料連結層表頭

� DT：代表資料連結層檔尾

假設右邊為傳送端之電腦應用層的應用程式，例如 IE瀏覽器程式將 Data加上表頭 AH

後傳給下一層（第六層表達層），表達層將收到的資料再加上表頭 PH再往下一層（第

五層會議層）傳送，往下幾曾依此類推，最後在實體層加上表頭（DH）及檔尾（DT）

後，由傳輸媒介傳送到接收端電腦。

4-8

模擬 題庫

1. 何者是應用程式層通訊協定？

(A) FTP　

(B) IP　

(C) TCP　

(D) UDP

2. 硬體位址在 OSI中的哪一層被參照？

(A)應用程式　

(B)資料連結　

(C)網路　

(D)實體

3. 路由在 OSI中的哪一層？

(A)資料連結　

(B)網路　

(C)實體　

(D)傳輸

4. 資料鏈結層（data link layer）可以識別？

(A)網路卡的實體位址，也就是 MAC address　

(B)傳輸時所使用的埠號（port number）　

(C)電腦的 IP位址　

(D)應用系統所採用的通訊協定，例如 HTTP或 FTP等

5. 哪一層負責選擇封包的最佳傳輸路徑？

(A)資料鏈結層　

(B)網路層　

(C)傳輸層　

(D)應用層

6. 建立點對點的資料正確以及完整的傳輸服務工作，是在 OSI模型當中的那一層

處理？

(A)資料連結層（data link layer）　

(B)網路層（network layer）　

(C)交談層（session layer）　

(D)傳輸層（transport layer）。