ccna 認證王冠宏指導教師：陳振庸中華民國九十九年...

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修帄技術學院

資訊網路技術系

CCNA認證

BN95043 王冠宏

指導教師：陳振庸

中華民國九十九年 6月

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摘要

CISCO的設備，大部分公司都採用，最廣、最多，以後去職場公

作，面對的幾乎是 CISCO 的設備，所以考取一張 CISCO公司的證

照絕對有幫助。CCNA 是 CISCO認證最基礎的網路證照，學習操作

各種的網路設備與熟悉各式各樣的網路協定，對網路的運行有更

進一步的了解，上職場多一份競爭力。

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目錄

第 1 章 TCP/IP與OSI網路模型 .................................................................... 7 1-1 TCP/IP協定 ......................................................................................7 1-1-1 TCP/IP協定--應用層 ..................................................................... 7 1-1-2 TCP/IP協定---傳輸層 .................................................................... 8 1-1-3 TCP/IP協定--網際網路層 ............................................................. 10 1-1-4 TCP/IP協定---網路介面層 ............................................................10 1-2 OSI層介紹 ........................................................................................11

第 2 章網路拓撲.........................................................................................16 2-1 Network Topologies：..................................................................... 16 2-2 無遮蔽雙絞線和屏蔽雙絞線佈纜和連接頭 ................................. 20 2-2-1 UTP 連接頭 ............................................................................... 20 2-3 同軸的佈纜 ................................................................................... 21 2-4 光纖和乙太網路的連接器 ........................................................... 23 2-5 乙太網路訊框 ............................................................................... 24 2-6 乙太網路電纜規格 ....................................................................... 24 2-7 10-Gigabit乙太網路 ......................................................................25 2-8 無線通訊 ....................................................................................... 26

第 3 章 IP的基礎 ....................................................................................... 27 3-1 OSI第三層網路層典型特性 ........................................................... 27 3-2 路徑的選擇 ..................................................................................... 27 3-2-1發送到附近的路由器： ............................................................... 27 3-2-2 R1 到R2 交叉網路..................................................................... 27 3-2-3 R3 送出資料到結束 ................................................................... 27 3-3 網路層和資料連結層的交互作用： ............................................ 28 3-4 網路層(層次 3)定址....................................................................... 31 3-5 第三層位址的架構 ........................................................................ 31 3-6 IP 定址基礎................................................................................... 31 3-6-1 如何把IP位址聚集在一起....................................................... 31 3-6-2 網路的類別............................................................................... 31 3-6-3 IP子網路切割........................................................................... 31 3-7 OSI第三層的特性 ................................................................... 36 3-7-1位址轉換協議和位置解析協定 .................................................. 36 3-7-2 ICMP回應和ping指令 ................................................................ 38 3-8 IP繞送跟繞送協定...................................................................... 41 3-8-1 IP繞送協定 ............................................................................... 43

第 4 章 TCP 和 UDP 的基礎 ................................................................. 45 4-1 OSI Layer 4 的代表特徵 ............................................................... 45

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4-2 傳送控制協定 ................................................................................ 45 4-2-1 多用途的TCP埠號..................................................................... 47 4-2-2 常用的TCP/IP應用 .................................................................... 50 4-2-3 錯誤恢復(可靠性) ..................................................................... 51 4-2-4 視窗化的流量控制 .................................................................... 52 4-2-5 連接建立與中止 ........................................................................ 53 4-2-6 無連接傳輸和連接導向傳輸協定 ............................................ 54 4-2-7 資料分割及有條理的資料轉移 ................................................ 54 4-2-8 TCP 功能摘要............................................................................ 55 4-3 用戶資料訊息協議 ........................................................................ 55

第 5 章 Cisco LAN switching Basics ....................................................... 58 5-1 橋接和交換 ................................................................................. 58 5-2 透通式橋接器 ............................................................................. 60 5-3 轉送與接收的決定 ..................................................................... 61 5-4 橋接器如何學習MAC位址 ........................................................ 61 5-5 速率和Autonegotiation .............................................................. 62 5-6 區域網路交換器 ......................................................................... 63 5-7 全雙工乙太網路 ......................................................................... 64 5-8 區域網路分割 ............................................................................. 65 5-9 擴展樹如何運作 ..........................................................................68 5-10 擴展樹如何運作 ......................................................................... 68

第 6 章 IP 存取控制 ................................................................................. 69 6-1 標準式IP存取控制清單............................................................... 69 6-2 IP 標準式 ACL 概述.............................................................. 69 6-2-1 通配遮罩 ................................................................................. 71 6-3 標準式IP存取清單構造............................................................. 73 6-4 有效的 IMP 標準列表：例子 2 ..................................................76

第 7 章 Virtual LANs and Trunking.........................................................77 7-1 VLAN結構 .................................................................................... 77 7-2 VLAN特點 .................................................................................... 77 7-3 Creating VLANs ............................................................................77 7-3-1 Trunking with ISL and 802.1q .................................................. 78 7-3-2 IEEE 802.1q ........................................................................... 78 7-4 Layer 2 Switching......................................................................... 79 7-5 Layer 3 轉送使用Router ..............................................................79 7-6 Layer 3 使用Layer 3 Switching轉送 ........................................... 80 7-7 Layer 4 Switching......................................................................... 80

第 8 章廣域網路及中繼........................................................................ 82 8-1 虛擬區域網路觀念的探討 ........................................................82 8-2 中繼和ISL以及 802.1Q .............................................................82 8-2-1 ISL(Inter-Switch Link)……………………………………...83

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8-2-2 IEEE802.1Q………………………………………………....84

8-3 虛擬LAN和主幹結構 ...............................................................84 8-3-1 單一 Switch 的 VLAN 結構..........................................85 8-3-2 VLAN主幹結構 ....................................................................... 88

第 9 章 OSPF 和 EIGRP 的概念與結構............................................. 92 9-1 OSPF 構造...................................................................................92 9-2 OSPF 單個地區的構造.............................................................. 93 9-3 OSPF組態與多路區域................................................................ 95 9-4 靜態路由協定和OSPF 觀念：............................................... 96 9-5 穩態的運作 ............................................................................... 98 9-6 無效的路徑 ............................................................................... 99 9-7 完成 OSPF 的等級規劃排列................................................. 99 9-8 OSPF 區域............................................................................... 99 9-9 合成的穩態繞送協定和EIGRP觀念....................................... 100 9-10 EIGRP 的無效路徑 ................................................................ 101

第 10 章 CISCO 路由器的操作 .......................................................... 103 10-1 Cisco IOS 軟體的命令列介面............................................... 103 10-2 Cisco IOS 軟體的形成........................................................... 107 10-2-1 結構過程的例子 ................................................................. 107 10-3 管理配置檔案 ......................................................................... 109 10-3-1 檢視新舊配置命令 ............................................................. 111 10-3-2 初始配置(設定模式) .......................................................... 111 10-3-3 升級 Cisco IOS 軟體和 Cisco IOS 軟體引導程 .........116 10-3-4 升級一個 Cisco IOS 軟體影像進快閃記憶體 ............... 116 10-4 Cisco IOS 軟體引導順序....................................................... 119

第 11 章操作 Cisco 網路交換器 ....................................................... 121 11-1 2950 系列特徵和功能 .............................................................. 121 11-2 2950 操作系統 ...........................................................................121 11-3 操作 2950 交換器 ................................................................... 121 11-4 交換器設定值 ......................................................................... 122 11-4-1 交換器POST時燈號狀態 ...................................................... 122 11-4-2 起始設定模式 ........................................................................124 11-5 設定 2950 IOS軟體 ................................................................. 126

第 12 章訊框中繼.................................................................................. 127 12-1 第三層位址與訊框中繼 ......................................................... 127 12-2 訊框中繼第三層位址：單一子網路經由虛擬通道 ............. 129 12-3 訊框中繼第三層位址：混合式通道 ..................................... 130 12-4 廣播處理 ................................................................................. 131 12-5 訊框中繼服務的交互影響 ..................................................... 131 12-5-1 訊框中繼設定 ..................................................................... 133 12-6 一個完整網目網路和單一IP子網路..................................... 134

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12-7 訊框中繼位址映射 .................................................................. 137 第 13 章 ISDN 和撥接要求繞送 .......................................................... 139

13-1 ISDN的使用類型： ................................................................... 139 13-2 ISDN 通道 ............................................................................... 139 13-3 ISDN 標準協定 ....................................................................... 140 13-4 ISDN BRI 功能群組和參考點 ................................................ 142 13-5 ISDN PRI功能群組和參考點.................................................... 144 13-6 ISDN 結構和撥接要求繞送 ................................................... 144 13-7 DDR Legacy 觀念和結構 ....................................................... 146 13-8 ISDN BRI 結構 ........................................................................ 150 13-9 ISDN PRI 結構........................................................................ 151 13-10 DDR 的撥接結構圖 .............................................................. 152 13-11 多層點對點協定 .................................................................... 155

第 14 章網路交換器摘要討論............................................................... 156 14-1 轉交和過濾的決定 .................................................................. 156 14-2 交換器如何學習MAC位址 ..................................................... 157 14-3 基本的Switch操作 ................................................................... 161 14-4 典型的基本管理結構 ...............................................................165 14-5 埠安全配置...............................................................................168

第 15 章考詴心得報告………………………………………………170 15-1 BN95043 王冠宏……………………………………………170

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第1章 TCP/IP與OSI網路模型 1-1 TCP/IP 協定

TCP/IP的相關協定都很詳細的紀錄在一份叫做「RFC」的文件裡

面，（註：RFC是國際電腦通訊協定裡公認的一份文件，裡面記載著許

多有關於TCP/IP的技術，每個技術都有屬於自己的編號。）有了TCP/IP

這個通訊協定後，無論是哪一個國家或是公司製造出來的電腦，只要有

了這個協定後，每部電腦都可以做通訊交流，這是一種國際間所共同擁

有的協定。表1-1 在TCP/IP的模型裡主要的協定種類及協定例子。

TCP/IP Architecture Layer Example Protocols

應用層 HTTP，POP3，SMTP

傳輸層 TCP，UDP

網際網路層 IP

網路介面層 Ethernet，Frame Relay

1-1-1 TCP/IP協定--應用層

在今天，TCP/IP 協定應用中最受歡迎的是 web 瀏覽器這個功能，

且現在很多軟體供應商也一直開發有提供瀏覽器這部份的軟體，以下圖

1-1 在說明當我們在瀏覽器中輸入我們要尋找的網站名時，TCP/IP 協定

是如何在工作。

如圖中所示，使用者Bob透過TCP/IP協定對伺服器提出Bob所想找

的網頁要求，而伺服器傳回了那個網站的首頁頁面，這就是瀏覽器的應

用。

接著圖 1-2 更詳細的解釋 Bob 這個瀏覽者如何像 Larry 這台伺服器提出

網頁要求，且在檔案傳輸中，是透過哪些的編碼解碼來交換訊息的。

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圖1-2 Http得到請求，並回答

從圖1-2中可看的出HTTP（轉移協議）的作用以及傳遞過程，Bob

透過HTTP協定來要求要取得home.htm這個文件，在這傳遞文件中，兩

方都使用到了TCP/IP的應用層協定，而在取得要求後的server就透過

HTTP來做回覆的動作，把文件傳送給Bob。

其實在 HTTP 的表頭中，包含了許多訊息，例如當你瀏覽網頁時，

若是你要求取得的網頁不存在時，HTTP 就會傳一個訊息是 HTTP 404

―not found‖ error，而收到的回覆訊息碼是０時就代表被請求的文件被發

現，也就是提出的請求正在被處理的意思。

而在網路模組的概念中，當兩台電腦在訊息交流時，是使用同樣特

定的節層來做交流，而表頭的內容通常只是兩台電腦交流之間的一部份

資訊，這樣的現象我們通常稱為same-layer interaction（共同層的互相作

用）。

總而言之，不管什麼時候會使用到應用層的協定，他們都依然運用相同

概念的應用層表頭來互相傳遞訊息。TCP/IP 協定提供了應用軟體的服

務讓電腦運作，也就是應用層自己在軟體間提供了一個介面給電腦運作

和網路之間。

1-1-2 TCP/IP 協定--傳輸層如圖1-3所示，HTTP要求TCP去交付Bob所提出的HTTP GET請求，而

Larry的伺服器端在得到訊息同時會告知Bob的客戶端，TCP已經成功確

認要求，而馬上透過可靠的機制認可，把網頁照客戶端要求傳回去，相

對的在Larry的回應中，Bob也成功了。

當然，TCP錯誤恢復的好處是不會被看見，除非資料遺失了，如果

認為兩次傳輸中的任一次已經遺失了，TCP會再發送資料且再次確認客

戶端將會被成功的收到，這個例子概述了在網路模式內和相同電腦上一

起在相鄰層上的工作概念。

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圖 1-3 TCP 提供對 HTTP 的服務

表 1-2 在說明相同層和相鄰層的相互作用，在「相同層」中電

腦互相作用，這樣的作用意思是，在同一層互相工作的電腦只需要

透過同樣的協議就可以互相傳遞資料表頭，透過資料表頭就可以知

道每一部電腦所需的工作。而在「相鄰層」中電腦互相作用，就是

在描述，上下層之間互相提出要求跟提供要求的意思，下層需提供

服務給上層，而上層是提出要求要下層來提供服務，進而讓電腦進

行工作，如此而已。

表1-2 說明相同層和相鄰層的相互作用

概念描述

相同層上相互作用在不同的電腦兩台電腦使用一份協議

在相同的層與另一台電

腦上溝通。這個協議定

義了每層使用一個標題

傳送在電腦之間，以便

傳達每台電腦想要做

的。

相鄰層上相互作用在相同的電腦在一台單向的電腦上，

一個層對一個更高的層

提供服務。執行更高層

的軟體或硬體請求下一

低層執行需要的作用。

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1-1-3 TCP/IP 協定--網際網路層

在 TCP/IP 模型中的網路層功能就很像是郵差一樣，而每部電腦

的 IP 位址就很像是每個人的地址一樣，而 IP 也定義了可以選擇不

同的路徑的功能，在區域網路中的這樣的裝置就稱為路由器

（Router），這樣的裝置可以有選擇不同路徑發送資料的能力，就

很像是有郵差、貨車、或是郵局交付一樣的意思，不同的交付方式

就得選擇不同的路徑，所以網路層必頇要有實現網路基礎設施的大

部分細節。

圖 1-4 IP對TCP提供的服務

在圖 1-4 在說明 IP 對 TCP 提供服務的流程，Bob 傳遞的資料訊

息中，訊框裡 IP 的區段，包含了 Larry 的 IP 位址，而經由 R2 路由

器判斷，選擇了傳遞給 R1 路由器，再由 R1 路由器傳送訊息給

Larry，若是 R2 跟 R1 之間出現了連結不通的情況時，R2 會改變選

擇路徑，先傳給 R3 路由器，再由 R3 傳給 R1，這就是路由器在傳

輸層中所提供的服務。

1-1-4 TCP/IP 協定--網路介面層網路介面層定義了在實體網路中，如何要求交付數據資料的軟體跟

協定，這一層在說明的不是網路的部份，而是確定是否有連結到主機，

這是電腦與網路之間的介面。舉例來說，Ethernet在TCP/IP的網路介面

層中就是一種協議，是一種用來創造區域網路的協議。

而在TCP/IP中，一樣有定義去預防網路介面層會對高於它的對層提

出服務要求，而要了解 TCP / IP 網路介面層的基礎，最好的方法就是

檢查它提供到IP的服務，IP 依賴網路介面層穿過每個實體網路交付IP

封包，網路界面層包括許多協議，例如，網路界面層包括Ethernet協議

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和其他域網標準全部的變化，這個層也包括受歡迎的 WAN 的標準，

例如點對點協議 (PPP)和訊框傳輸。

圖 1-5 說明 Ethernet 跟 PPP 提供對 IP 的服務，Bob 送出的訊框，

可分為 IP 封包跟數據封包，而在區網內部使用了 Ethernet 的協定傳

給了 R2 路由器，而 R2 對 R1 就變成使用 PPP(點對點)的協定，把

整個要求訊框傳給了 R1，R1 接受後，分解了訊框後，知道要把數

據傳遞給 Larry，就在封裝好，利用 Ethernet 協定傳送給 Larry，這

就完成了整個傳遞的動作。

圖 1-5 乙太網路和點對點提供了對 IP 的服務

1-2 OSI層介紹今天OSI 模型能被作為其他網路模型比較的標準。

圖1-6 OSI與傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)和Novell NetWare相比

較。

OSI確實有一套非常明確的功能來聯繫它的七層，你能檢查任何網路協

議或者說明並且做一些判斷，例如，internetworking 層，以IP來執行，

正好等於OSI網路層。

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OSI參考模型的上面三層(應用層，展示層和會談層)功能集中在應用

上。下四層(傳輸層、網路層、資料連結層、實體層)功能在數據的傳遞

上。

表1-3 為說明OSI七個層的功能

層別功能

第七層---應用層應用層是一般使用者執行工作的地方。為了讓

各種網路應用的使用者能有效地使用OSI環

境，故設立了應用層來規範各類應用之使用介

面和運作程序，以提供使用者統一、有效的網

路應用服務，也確保任何遵循此一規定的使用

者得以相互通信。

第六層---展示層這主要目的是把數據定義為形式，例如ASCII

碼文字，EBCDIC文字，二進制，BCD 和JPEG。

資料的加密也被OSI把定義為展示層的服務。例

如，FTP使你能夠選擇二進制或者ASCII 轉

移。如果選擇二進制，發送人和接收者不用修

改文件的內容。如果選擇ASCII，發送人所發出

的文字開始從一種標準ASCII碼轉變成數據並

傳送出去，接收者就必頇從接收到數據的電腦

上轉回原來標準的ASCII文字。

第五層---會談層 ◎會談層規定怎樣啟動，控制，並且結束談話

(中止會議)。這包括多條雙向的控制與管理，以

便如果只有一些連續訊息被完成，申請可能被

通知。這允許展示層有一連串的數據進來表示

一些意見，如果所有的流動發生在一些案例

上，展示層可能被提供數據。例如，一個自動

化的銀行機器，當你撤回你的現金交易從你的

的支票帳戶時，應該不會記入你的帳戶以及當

時在交付你現金之前失去作用，即使你沒拿到

錢，也會紀錄交易。會談層會產生方法在任何

的考慮結束之前，去暗示那流動是相同會談的

一部份，此流動必頇完成。

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第四層---傳輸層 ◎雖然網路層可將資料傳輸至目的地，但由於

它只負責相連節點間的資料傳遞，不能保證封

包能以正確的順序扺達，也無法挑出在傳輸過

程中所產生的錯誤，OSI便在其上設立了傳輸

層，以控制資料在起始點和目的節點之間可靠

無誤的傳輸。

◎傳輸層具有連接導向的特性，提供高品質的

服務與精確傳輸。它的主要工作包括控制封包

順序、資料流量控制、偵測重複的封包、緊急

資料的傳送、複雜的錯誤與回復處理、以及安

全方面的課題。

第三層---網路層 ◎為了能讓那些彼此不在同一條傳輸媒介上的

節點，能透過中間其他節點進行通訊，OSI因此

故設立了網路層來規範資料在網路中的尋徑

(Routing)功能，讓封包能依最短的路徑傳送到

目的地。如果資料可移動的路徑不只一種，網

路層可從中找出並決定最佳的一條路徑。路由

器便是在此層運作的。網路層會檢視封包位

址，如果目的地在區域網路中，會直接送抵，

但若在別的網路區段，會先將封包送到路由設

備，由它轉換到另一網路。(註88)如果沒有網路

層，資料便無法被有效率地送達到正確的地

點。另外，網路層亦提供了錯誤控制的功能，

但較少少應用在區域網路的環境中。

◎OSI所規定的網路層標準是X.25，也就是現行

的公共數據網路，它以分封式資料傳輸，讓眾

多用者可以共用電信局所建構的網路。X.25的

提出的時間比OSI早，分為三層架構，相當於

OSI的前三層架構。近年來，新的X.25逐漸採用

LAP-B(Link Access Procedure-Balanced)取代

HDLC作為第二層的協定。

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第二層---資料連

結層

◎ OSI為了規定網路上各節點對傳輸媒介的使

用方法，並處理訊號傳輸所產生的錯誤，故

設立了資料鏈結層，定義兩個透過實體連線

的系統資料傳送與接收，有時也提供偵錯與

控制的服務。資料鏈結層和實體層一樣，都

牽涉到硬體的部分。在傳送之前，資料鏈結

層將資料分解成一個個的封包，以便透過連

線媒介進行傳輸。乙太網路、記號環網路、

橋接器等都是在此層運作的。

◎IEEE將資料鏈結層分為二個子層：媒介存取

控制(Media Access Control, 簡稱MAC)和邏輯

連結控制(Logical Link Control, 簡稱LLC)。

MAC是較低的層，定義傳輸媒體存取的方式，

如CSMA/CD、Token Ring等；而LCC則為不同

的網路類型提供資料傳輸的方法，它將資料重

新包裝、加上新的表頭，並在資料鏈結層中加

入鏈結的功能，提供網路模組化的能力。

◎目前常見的位於資料鏈結層的協定為高階資

料鏈控制(High-level Data Link Control, 簡稱

HDLC)協定。HDLC屬於位元導向式

(Bit-Oriented)，傳輸由二進位資料組成，沒有任

何特殊控制碼，但是資料框內的資訊存放著控

制與回覆指令。它支援全雙工傳輸，也同時適

合點對點與多對多點連接。

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第一層---實體層 ◎由於一個網路架構必頇要能容納不同的實體

傳輸媒介，所以OSI設立實體層來規定種種電氣

規格和訊號處理之方式。實體層主要是利用電

子訊號(如電壓、頻率等)透過傳輸媒體(如電

纜、光纖、無線電、衛星等)傳送最基本的0或1

的資訊，因此我們也可以說它是由一些通信用

的電子設備所組成。實體層定義了介面的實體

特性，如機械元件、連結器等，以及實際連接

的設定與維護等層面。

◎知名的實體層介面有EIA RE-232、RS-449

等，而常見區域網路則有乙太網路、記號環、

分散式光纖數據介面、CCITT X.25分封網路、

整體服務數位網路、同步光學網路等。

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第2章網路拓撲

2-1 Network Topologies：

圖 2-1 乙太網路上不同類型的網路拓撲

圖2-1 介紹目前乙太網路的拓墣有哪些，左邊的網路實際看來是匯

流排(Bus)網路，而邏輯上也是匯流排網路，中間的網路實際看來是星

狀(Star)網路，而邏輯上則是匯流排網路，因為Hub 的功能僅止於替電

腦轉送訊息，所以就如同匯流排網路上的主幹，因此邏輯上是匯流排網

路。而右邊的網路實際看來是個星狀網路，邏輯上也是個星狀網路，這

是因為交換器能決定來源端的訊框是否可以通過，所以就像星狀網路中

間的伺服器一般，因此稱此網路邏輯上為星狀網路。

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圖2-2網路拓撲。

圖2-2左邊是延伸式星狀：由很多個星狀拓撲所集合成的。右邊上

面是完全網狀 :每個裝置都與所有其他的網路裝置連接在一起。右邊下

面是部分網狀：有些裝置與其他的裝置全連接在一起，有些則只連接到

網路中的1、2個裝置。

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圖 2-3 實際的星狀圖

圖2-3為一個訊框中繼網路，實體星狀拓撲中完全和部網狀的應

用，訊框中繼〈Frame Relay〉網路常常使用於full mesh〈完全網狀〉or

partial mesh〈部分網狀〉。

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圖2-4單環與雙環網路拓墣

圖2-4中，要介紹的拓撲是環型拓墣，在左邊的網路可以看出，這

是單環的環型網路，網路中的所有電腦只能由同一邊傳遞資料，而且只

有在自己或得發言權時才能傳遞訊息。

中間的網路很明顯比左邊的多了一個環，這種拓撲就是雙環的環型

網路，這種拓撲可以容許雙向溝通，當其中一條纜線斷掉，網路並不會

因此癱瘓，這就是雙環的好處。

右邊的網路與之前的星狀網路(實體來說)有點相似，但是，中間的

連接裝置是Token Ring Hub，所以邏輯上這種網路視為環型網路(符記

環Token Ring網路)：擁有符記〈Token〉的主機才能傳送資料，目前有

4Mbps及16Mbps兩種速度。

表2-1實體拓撲類型

類型描述

匯流排狀每一台裝置都與其他台相連接

星狀每台裝置都只連到作為中心的那台上面

延伸星狀由很多個星狀拓撲所集合成的

完全網狀每個裝置都與所有其他的網路裝置連接在一起

部分網狀有些裝置與其他的裝置全連接在一起，有些則只連接

到網路中的1、2個裝置

單環狀一台裝置直接連接相鄰的兩台裝置，因此信號會朝同

一個方向重覆傳送

雙環狀與單環不同的地方是此類型網路的主機有兩個環，一

條故障還是可以讓資料正常的傳送

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2-2 無遮蔽雙絞線和屏蔽雙絞線佈纜和連接頭

圖2-5 STP和UTP的區別

無遮蔽雙絞線(UTP ) :使用在各種規模中的銅線，用來將主機裝置

連到集線器與交換器 ; 也用於交換器對交換器、或集線器對集線器。

遮蔽雙絞線(STP) :它比較貴，在塑膠外皮裡面它包覆一層遮蔽的金屬薄

膜，還有多一條接地的金屬銅細線，可以防止電磁的干擾。

表2-2 由TIA 定義列出UTP 纜繩在不同的類別的特徵

UTP類別最大速度描述

1 - 用在電話上但不是為了資料

2 4Mbps 早期的UTP有支援token ring

3 10Mbps 也可用在電話上，不過是早期的乙太網路

4 16Mbps 為了快速token ring選項

5 1Gbps 很大眾化，在一般都可看到

5e 1Gbps 比CAT5昂貴多了，但比乙太網路好

6 1Gbps+ 替代了CAT5，支援多工gigabit速率

2-2-1 UTP 連接頭

UTP使用RJ-45接頭，某些纜線需要把二連在一起成為一條，典型的

使用2和3，他都是TIA指定。

21

圖2-6是RJ-45連接圖片，八條線連接八個孔，圖2-7 四對UTP纜繩使用

RJ-45連接器，它都是根據TIA標準。

圖 2-6 RJ-45 連接器

圖 2-7 兩圖最大的差異是它中有四個接線的色碼不同

568A 1白綠 2綠 3白橙 4藍 5白藍 6橙 7白棕 8棕

568B 1 白橙 2 橙 3 白綠 4 藍 5 白藍 6 綠 7 白棕 8 棕

568A 或 568B 無遮蔽式雙絞線又稱為直通線，就是一般常用的網路

線，一端為 568A，另一端為 568B 的叫交錯線。

2-3 同軸的佈纜

同軸電纜線有中央銅線、塑膠絕緣體、導體網、外皮等四層。

22

圖 2-8 BNC 連接器的圖片

10BASE 的 5 是指同軸電纜線中最長的，他有 500M。

圖 2-9 連結的選擇為 10BASE2 和 10BASE5

同軸電纜連接的網路都是由連接栓(TAP)接出，兩個連接栓之間不

可以短於2.5m因此，在粗同軸電纜上每2.5M就有一個記號，表示可以

從該處連接一個連接栓，進接栓上直接裝上一個收發器

(TRANSCEIVER)，便可依收發器上不同的接口，連接AUI乙太網路、

BNC細同軸電纜、或RJ45雙絞線因為他可長距離使用中繼器，負面因

素是他設備比較重，比較貴，所以不能成為今日網路的重點。

23

2-4 光纖和乙太網路的連接器

圖 2-10 光纖構造圖

圖 2-11 光纖接頭構造圖

一般的纜線有分為遮蔽式雙絞線、無遮蔽雙絞線、同軸電纜，以及

光纖纜線。

由於前三項在之前的章節已有詳細說明，所以此處不再贅述，底下就開

始介紹光纖(Fiber)。

光纖，顧名思義就是由光來傳遞訊息，它不像傳統電纜，會受到電

磁干擾，因此纜線的傳輸距離長，並且速度比電纜快很多，最重要的

是，它的安全性很高，不必擔心在傳輸過程中訊號被竊取。

光纖分為單模以及多模，所謂的單模光纖就是線路中只允許一個光

訊號傳遞，所以單模光纖的光束就能以直線前進，這也就代表傳遞速度

是最快的，而多模光纖則是讓光以反射的方式傳導，雖然一樣會到達，

但是多模的速度就比單模的慢，可是，多模光纖可以允許多條光束在

24

其中傳導。

圖 2-10、2-11 是光纖以及其連接頭的構造圖。

2-5 乙太網路訊框所有的乙太網路在初期的時候所使用的皆是以 IEEE所定義的訊框

或是乙太網路版本的訊框，因此在之後的統一的標準化。802.3 有兩種

主要的規格，一種是含有 SNAP 的欄位，一種是沒有含 SNAP 的欄位。

圖 2-12 有這三種標頭的變化。

圖 2-12 乙太網路訊框

2-6 乙太網路電纜規格表2-3 乙太網路 802.3 電纜規格

25

表2-4 Gigabit 802.3z (光纖)和802.3ab (電子)電纜規格

規格纜線種類最大長度

100BASE-FX 兩種規格，多模式 400公呎

100BASE-T 無遮蔽式雙絞線 CAT3, 4, 5,

5e, 6,兩對

100公呎

100BASE-T4 無遮蔽式雙絞線 CAT3, 4, 5,

5e, 6, 4-對

100公呎

100BASE-TX UTP CAT3, 4, 5, 5e, 6,或遮蔽

式雙絞線, 兩對

100公呎

表2-5快速乙太網路802.3u的電纜線規格

規格電纜最大長度

1000BASE-LX 長波長的雷射，MM或是SM

光纖

10公里 (SM)

3公里(MM)

1000BASE-SX 低波長的雷射，MM光纖 62.5微米的纖

維 220 m；50

微米500公呎的

光纖

1000BASE-ZX 大範圍的波長，SM光纖 100公里

1000BASE-CS 遮蔽式雙絞線, 兩對 25公尺

1000BASE-T 無遮蔽式雙絞線CAT5, 5e,

6, 四對

100公尺

2-7 10-Gigabit乙太網路 10Gig乙太網路定義使用802.3ae,速度可達10Gbps，而且同樣可以使

用802.3的MAC和802.2的LLC在其他的類型的乙太網路，但與其他類型

不同的。

◎只允許全雙工通信。

◎得使用點對點的聯接。

◎只能使用光纖，不能用同軸電纜。

藉由使用SM光纖可以支援長度達到40KM，10 GIg E可以幫助乙太網路

連接提升一個區域技術到達廣域網路。

26

2-8 無線通訊今天最常使用到的無線網路是IEEE 802.11標準，通常簡稱為

Wi-Fi。無線區域網路連接是一個分享的區域網路，因為只有一個基地

台能有效的再同時一時間傳送資料。

802.11 的訊號能有效地傳送到 300 公呎遠的另一個裝置。無線區域網路

基本上包含了一個 802.11 網路卡和一台或是更多的電腦加上更多的無

線基地台。

圖 2-13 無線通訊的傳輸

但 802.11 跟 802.3 使用的 MAC 標頭並不一樣，所以當橋接流量時，

基地台只會交換一個 802.11 標頭給 802.3 標頭，反之使用相同的 MAC

位址也是一樣。

802.3包含了幾種標準：

◎802.11b時使用2.4GHz的頻率傳送11Mbps，但因為共享，所以最大只

能達到約7Mbps。

◎802.11a傳送時使用5Ghz的頻率，可以傳送54Mbps，而802.11g則像

802.11b，使用2.4G的頻率傳送11Mbps。

27

第3章 IP的基礎 3-1 OSI第三層網路層典型特性

通訊協定和定址的定義下，通常考慮到第三層網路層協定，OSI是

唯一可在第三層的協定下呼叫副程式Connectionless網路服務，但是他

通常是和OSI協定相附著，許多協定都必需執行OSI的網際網路通訊協

定、封包交換、動態的資料選擇這三個函數。

這層的協定有很多種，不僅於第三層的協定，本章的網路層定址較

敘述的比較深入網際網路封包交換協定、APPLE TALK 定址，所以 OSI

層在資料連結層和網路層在這兩個之間。

3-2 路徑的選擇

由PC1開始傳送，每個路由器會將鄰近路由器的路徑建立成一個目

錄表以方便傳送資料時更快速，如圖3-1，你由PC1發送資料到PC2，必

需先將一個資料傳到R1，然後檢查後會傳到R2，最後R3檢查完後會把

資料傳到PC2，如此的方法使得每個設備的路徑變長了一點。

3-2-1 發送到附近的路由器：

因為 PC1 和 PC2 是不同的網路，所以 PC1 送資料到 PC2 去會經由

路由器去做封包的轉換，R1 和 PC1 是屬於同一個區網，所以在 R1 附

近的路由器都是收到和 PC1 送給 R1 的訊框，這訊框包含了封包的部分

資料。

3-2-2 R1到R2交叉網路： R1 和 R2 他們選擇的路徑都一樣，都是要傳到 PC2 去，這裡會說

明到網路層的應用，R2 要把封包傳送出去，他會先鋪設路線，路由器

就會由 R2 設的路線去傳送這封包。

明顯的，R3 和 R2 屬於不同的網路，R3 要接收 R2 的資料會透過 R2

所發出的 zip code 去尋找，這時後 R3 的 IP 就會變更為 168.1.0.0，相同

的，只要任何人尋找 R2 的 zip code 或是 168.1.0.0 就會由 token ring 進

入 PC2。

3-2-3 R3送出資料到結束：

接下來 R3 已經是一個不同的區網，他的傳送方法和 R1、R2 的傳

28

送方法差不多，只不過他只要把放到的封包加以轉換封包就能傳送到

PC2 去，中間不必經過其他的路由器。

圖 3-1 PC1 傳送到 PC2 的過程

3-3 網路層和資料連結層的交互作用：

圖3-2四個不同資料連結，當網路層協定在處理封包時，並且要決

定封包在發送出去時還要選擇用適當的介面，實體層真實的發送資料和

第三章乙太網路有關，只是資料連結層在封包的上面加入標頭和標尾，

並建立訊框，然後發送此訊框到每個實體網路，封包的傳送過程，從網

路的結束端到另一個網路的結束端，他會丟掉前一個封包的標頭和標

尾，網路層交付資料到結束的過程中，都是藉由電腦主機或路由器進入

這路徑，封包都是一個裝置一個裝置慢慢下來。

29

圖 3-2 網路層和資料連結層的交互作用

而如何決定正確的 IP address 呢? Router 建立一個新的標頭和標

尾，而這個新的標頭將決定資料鏈結位址，而 PC 以及 router 必頇決定

將使用哪個資料鏈結位址。而 PC 與 Router 靠 ARP(位址解析協定)來決

定要使用哪個資料鏈結位址。

3-4 網路層(層次3)定址 Layer 3 網路層決定address的位址且都會遵循以下幾點目標在運作：

◎IP address的數量必頇大到足夠設計者所想像的網路空間。

◎每個位址都是唯一的。

◎這些IP address要以群組的方式來表示，所以會有許多的IP address都

會

屬於同個群組。

◎分發給客戶想要的動態的位址。

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補充：

◎ ZIP code＝區域資訊協定。用來對網路編號對應到區域編號，NBP

使

用ZIP來決定哪個網路包含屬於某的區域節點。

◎ZONE＝一組邏輯上的網路裝置群組。

3-5 第三層位址的架構第三層位址的架構至少分為兩部份：

◎ 第一個部份是在起始位址做區域資訊協定。例如：IP子網路，IPX(互

連

網路封包交換)，AppleTalk網路。

◎第二部份則是本地位址。

表3-1 簡述幾個第三層位址的架構

協定位址大

小

名稱與類別的大小名稱與本地位

址的大小

網際網路通訊

協定

32bits 網路或子網路(介於

8~30bits)

主機(介於

2~24bits

互連網路封包

交換的協定

80bits 網路(32bits) 節點(48bits)

蘋果電腦協定 24bits 網路*(16bits) 節點(8bits)

互連開放系統不一定有很多版本及大小特殊網域(例:網

路服務執行點)

*連續數值在這欄位可能會合併，呼叫副程式的範圍

◎可遶送協定

用來更改或更新傳送資料的路徑。

◎反遶送協定

是用互連網路交換協定來傳送資料，當計算出IP封包的傳送路徑後，將

會用到反遶送協定。如果路徑是使用到遶送資訊協定，則是用到可繞送

協定routing遶送將邏輯位址封包，從本機網路傳送到目的地。在後面的

章節會詳細的說明IP可遶送協定。

31

3-6 IP 定址基礎一個裝置想要溝通使用TCP/IP，需要一個IP位址。需一個IP位址和

適當的軟體和硬體，它能發送及接收IP封包稱為IP主機。

IP位址有32個位元。通常以10進制為底，每個位元組是8bit，則ㄧ個ip

位址

有32bit。舉例來說，168.1.1.1是一個以10進制為底寫成的IP位址而轉換

為

以二進制為底的10101000 00000001 00000001 00000001通常不會轉成

二進

制，只是先讓我們了解如何轉換即可，在後面章節對 IP Addressing and

Subnetting將會有深入的說明。每個8位元則在0到255之間。

3-6-1 如何把IP位址聚集在一起首先要了解配列IP位址的觀念,以下是一個典型圖表:

圖 3-3 使用的樣本網路分類 A ， B 和 C 網路數目

往下會有A，B 和 C網路數目的詳細說明

關於 IP 位址配列如何被概述是依下列各項:

◎在相同的IP位址裡不能被路由器分開。

◎被一個路由器分開的IP位址一定要在不同的組中。

在相同子網路所有 IP 位址位置中，計數，IP 發送在轉寄流量到對一個

路由器子網路位址的網路中，有路由器到子網路相連接。

3-6-2 網路的類別以剛剛上面的圖所示為啥要以8開頭及乙太網路的 IP位址全部從

130.4.0.0 開始則全部必頇以 IP 位址類別。

RFC 790定義 IP 協定,包括網路多個不同類別. IP 定義三個不同的

32

網路類別,呼叫了 A、B和C從哪一個個別的主機被分配 IP 位址,TCP/IP

定義類別D (多點廣播) 位址和類別 E (實驗的)位址。

藉著定義,在相同的類別 A、B 或 C 網路的所有位址有相同數字數值位

址叫做網路位址其它部分叫做節點位址。

分類 A、B和C網路有不同的長度網路位址及節點位址：

◎Class A有1個位元組的網路位址其餘3個則是節點位址.以此類推。

◎Class B有2個位元組的網路位址其餘2個則是節點位址。

◎Class C有3個位元組的網路位址其餘1個則是節點位址。

如上圖 3-3 所示網路 8.0.0.0，這意指只有 1 個位元組為網路位址的

部份被使用。在網路 8.0.0.0 開始的所有主機 8。同樣地，類別 B 網路

130.4.0.0 緊鄰乙太網路；因為它是類別 B，2 個位元組定義為網路位址，

和所有的位址由那些相同的二個位元組開始。當寫下十進位的 0 為節點

位址。如此，分類一個"8"被寫 8.0.0.0 的網路，類別 B 網路 130.4 被寫

130.4.0.0 等等。

表 3-2 網路位址及節點位址 IP 位址大小

IP 位址分為 A、B、C 三大類別(CLASS)，以符合不同大小規

模的網路需求

CLASS A

網路位址佔用1個Byte，但只使用其中的1-126的數值，因此可提供126

個CLASS A的網路。節點位址共佔用3個Byte，此24個bit可支援2的24

次方=777216，777216-2=16，777214台節點位址。這網段的主機數目相

當龐大。

◎0則保留給預設路徑使用

◎127則保留給診斷用。所以頇扣2。

CLASS B

網路位址佔用2個Byte，使用其中的128-191的數值，其餘2個位元組

才是供節點位址使用，因為網路位址是2個位元組(16個位元)，因此會

33

有2^16個組合，但是設計者決定所有B級網路位址都應該從2進位的數

字10開頭，實際運用只有14個位元也就是2^14(即16,384)個網路位址。

(-2的理由同上)。每個B級網路都有2個位元組供節點位址使用，則

2^16-2。

CLASS C

網路位址佔用 3 個 Byte，但使用其中的 192-223 的數值，

而在 C 級網路位址中，最前面 3 個字元一定是 110，所以

3*8-3=21，共有 21 個位元可運用，因此共有 2^21，即 2,097,152

個。(-2 的理由同上)每個 C 級網路都有 1 個位元組供節點位址

使用，則 2^8-2。

表 3-3 網路數目 10 進制及 2 進制的轉換

◎ B和C級位址的實際數目網際網路的設計者依據網路規模產生網路

的級別，產生了A、B、C級的網路，分別因應節點數目而不同。

表3-4 為所有有效網路編號的列表

Number of hosts per Network 網路上節點數，實際上保留了很多位址來

做其他用途，例如 0.0.0.0 做為全區廣播；127.0.0.0 對內部做測詴。

3-6-3 IP子網路切割 A、B 和 C 級網路的規則仍在，但是透過子網路切割，可分為更多

較小的群組。藉由這麼做，A、B 或 C 網路能被細分為許多非交疊處理

子網路。比較兩個有使用子網路切割和沒有使用子網路切割的網路。

34

圖 3-4 舉例了一個使用 CLASS B 的網域，共有六個群組在四個網路中。

而因為CLASS B網路共擁有216

–2個節點位址，假如要增加更多的網路

或是廣域網路連接，必頇使用子網域切割。在圖3-4設計需要六個群組，

使用了B級網路，每一個區域網路都由路由器A、B、C、D來分隔成為

一個單獨的網路。而路由器C和D之間則是因為之間是相同的網路所以

使用點對點連接。最後A、B、C路由器之間因為訊框中繼網路的關係

而成為第六個網路

◎路由器A[Ray、Fay]

◎路由器B[Hannah、Jessie]

◎路由器C[Kris、Wendell]

◎路由器D [Vinnie]

◎路由器C和D

◎A和B和C之間。

因B級網路只能定址216

– 2個節點電腦，而實際上有更多的人頇要上

網，因此將會有更多的機會透過子網路切割來產生更多的IP。

35

圖 3-5 當子網路切割時，位於中斷的格式化

圖3-5為圖3-4在採用了子網路切割，不同於圖3-4的地方，圖3-5使用了

六個子網路，於150.150.0.0切割後，Hannah、Jessie和Knis穫得了IP位址。

不同於圖 3-4，注意圖 3-5 數字的那一個每個子網路數目在第三個八個

位元中顯示一個不同的數值，代表每個不同的子網路編號。識別使用第

三個八個位元的每個不同的子網路。

當使用了子網路切割後，原有的位址改變是在節點的部份。例如 CLASS

A 的網路位址使用了 8 個位元來表示網路，24 個位元來表示節點，在

使用了子網路切割後，子網路可定義的範圍為 24 個位元減去總共的節

點數。

圖 3-6 當子網路切割時，位於中斷的格式化

為了讓子網路位址的結構能夠運作，一個新的資訊子網路遮罩來傳達給

每部機器，一個子網路面罩幫助定義一個 IP 位址的結構，如圖 3-6 所

示。

36

3-7 OSI第三層的特性傳輸控制協議/網際協議網路層使用幾份實用程式協議幫助它完成

它的任務。例如，在這章的前邊部分裡，位址轉換協議(ARP)能用來發

現另一個 IP 的主機 MAC 位址。在這個部分裡，你將了解一些基本的

IP 效用，使用其他與 IP 無關的協議幫助 IP 做點對點的網路封包交換。

3-7-1 位址轉換協議和位置解析協定網路設計者應該讓使用網路盡可能簡單。大部分，使用者可能想要

記得他們想要交流的另一台主機的名字，例如記一個網站的名字。他們

當然不想要記IP位址，他們也不想要記任何MAC位址！所以TCP/IP需

要一個可以不斷地發現所有必要的訊息允許通訊的協議並遠超出使用

者所知道的主機位址。

你甚至可以不需要知道另一台主機的名字。例如，當你打開你的瀏

覽器時，妳很可能會使用系統默許的首頁並被瀏覽器下載。妳可能不會

把 URL 當成是一個名稱，但是首頁普遍的 universal resource locator

(URL)讓人把一個名稱嵌入在它裡。例如，用

www.skylinecomputer.com/Train_Welcome.asp 那樣的 URL，實際上

www.skylinecomputer.com 是公司的網頁伺服器的名字。所以，妳打入

任一網路主機的名稱或 it is implied by what you see on your screen，使用

者用一個代表性的名稱去識別遠端的主機。所以，TCP/IP 協定需要一

種方法讓一台電腦能以主機名稱而得到 IP 位址。在相同的 LAN 子網路

上 TCP/IP 也需要方法去得到其他相關電腦的 MAC 位址。

圖 3-7 Hannah 要知道 Jessie 的名字必頇透過 IP Address 和 MAC

Address。

Hannah 知道他擁有的名字，是因為是 IP 位址和 MAC 位址而提前

37

發展成形。 Hannah 不知道的是 Jessie 的 IP 和 MAC 位址。為了找

到這兩個不明確的事實，Hannah 則使用了網域命名系統(DNS)和位址

轉換協議(ARP)。Hannah 知道一台 DNS 伺服器的 IP 位址，因為位址是

在 Hannah 的機器上的 precon figured 中。Hannah 現在發送一個 DNS 的

請求給 DNS 系統，要問 Jessie 的 IP 位址。DNS 回覆的位址是 10.1.1.2。

圖 3-8 顯示簡單的過程。

圖 3-8 DNS 的請求和回覆

Hannah直接發送一個DNS的要求給伺服器，提供jessie這個名字，

或者jessie.skylinecomputer.com和DNS與IP位址的答覆(10.1.1.2，類似這

樣的話)。實際上，當你在網路上搜索資料並且連接任何網站時，相同

的事情發生。你的PC設法知道DNS的IP位址；那訊息可能是

preconfigured或者動態分配IP協定(DHCP)，這些技術在未來的章節會談

到。

你的 PC 送出一個請求，正如 Hannah's 一樣請求 DNS 要把 Jessie

這個名字分解為 IP 位址。送出之後，你的電腦將會開始請求網頁傳送。

回到關於 Hannah的例子。Hannah仍然需要使用 10.1.1.2來知道 Ethernet

MAC 位址，因此 Hannah 因為一些事情而要求一個 ARP broadcast。ARP

broadcast 則發送一個 broadcast 到 Ethernet 的位址，因此在區域網路上

的每人都收到它。因為 Jessie 在區域網路中，所以 Jessie 收到了 ARP

broadcast。因為 Jessie 的 IP 位址是 10.1.1.2，所以 ARP broadcast 尋找

正和 10.1.1.2 這個位址做聯繫的 MAC 位址，Jessie 與他自己的 MAC

位址在做答覆。圖 3-9 略述過程。

38

圖 3-9 ARP 的過程

3-7-2 ICMP回應和ping指令 IP 需要有路徑去測詴基本 IP 連接，不能去依賴任何應用程式來操

作，Hannah，一位優秀的網路機器修理員，能使用 ping 指令測詴基本

的網路連接。Ping(封包網路探索)使用網路控制訊息協定(ICMP)，傳送

一個叫做 ICMP 的訊息來請求另一個 IP 位址回覆，電腦會把 IP 位址跟

ICMP 一起回覆，如果這個工作成功，表示你已經成功的測詴了 IP 網

路。ICMP 不倚賴任何應用程式，因此它真的只能測詴基本的 IP 連接—

第 1、2 和 3 層的 OSI 網路模型。圖 3-10 略述基本的過程

圖 3-10 網路實例，IMP 命令

3-7-3 RARP，BOOTP 和 DHCP

一段時間後，三個協議已經普遍的允許一台主機發現它將使用的IP位址

是可使用的︰

◎Reverse ARP (RARP) 逆位置解析協定

◎Boot Protocol (BOOTP) 使用UDP傳送的一種協議

◎Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) 動態主機配置協定

39

RARP 和 BOOTP 工作使用相同的初步過程。使用任一協議，一個 PC

都需要一個 LAN NIC。主機發送一個區域性的廣播訊框發布給自己的

MAC 位址並請求某主機提供一個 IP 位址給他。

圖 3-11 為 RARP 和 BOOTP 略述過程。

RARP 和BOOTP為發送請求廣播給在LAN上的位址簡單地要求一

個IP位址的工作。兩份協議階為IP位址認可工作，不能要求實際上使用

子網路遮罩在LAN，但是RARP可以要求全部。RARP在RFC 903被確

定，而BOOTP在RFC 1542過後被確定，也包括幾個關於RARP改進。

BOOTP允許更多的訊息發布給BOOTP端的客戶，包括IP位址、子網路

遮罩、通訊閘、其他伺服器IP 位址、以及電腦所下載的檔案名稱。

RARP和BOOTP以共同建造一個有提供動力的diskless

workstation( 無盤工作站 )的方式出現並且開始營運操作。儘管RARP

協議的創造者只想到達核心IP位址，一個知識淵博的用戶能鍵入命令並

且複製伺服器中的那些正確文件記憶到電腦的RAM中，以便他們能夠

使用。BOOTP的創造者，預期在未來做一個不會落伍的用戶，且想要

在缺少通訊閘(路由器)IP位址的狀況下作為可能包括大部分的自動化

過程動態的工作。

BOOTP 的名字真的來自於 BOOTP 提供一個有名字文件的作為主

要特徵到 BOOTP 客戶端。通常，diskless workstations 期望電腦有足

40

夠的記憶體且將使用一個簡單的協定來引導一套作業系統，例如

Trivial File Transfer Protocol (TFTP)，轉移一個檔案到 RAM 中且來控制

更複雜的作業系統。因此，隨著最後的目標是要求一個 diskless

computer 完成預置，或者引導處理一個充分的作業系統，BOOTP 被因

此而命名。

RARP和BOOTP今天都沒被很頻繁的使用。RARP和BOOTP今天都

沒被很頻繁的使用。有RARP和BOOTP的問題之一是他們要求一台電腦

作為伺服器，並且伺服器被要求每台電腦的MAC位址和每台電腦都應

該知道被告知的應對配置參數。因此，這是一個管理網路的痛苦。

DHCP，今日在網路上非常的受歡迎，用RARP 和BOOTP 解決一

些比例和構造問題，在提供相同的訊息的類型時。DHCP的主要協議被

RFC 2131定義，但是多數其它的RFC定義多種其他有用途的DHCP的擴

展和應用，像BOOTP一樣，DHCP使用提出請求和伺服器(把IP 位址提

供給客戶)的客戶的概念導正其他訊息(例如缺省通訊閘，子網掩碼，

DNS IP 位址和其他訊息)，DHCP的最大的優勢與BOOTP和RARP相比

是DHCP不要求DHCP伺服器被全部客戶的全部網路卡位址固定住，

DHCP定義伺服器知道DHCP客戶居住的IP子網路的一個過程，並且它

能從在那個子網裡的一個有效的共用IP位址的分發出IP位址，因此，

DHCP伺服器不需要提前知道媒體存取控制位址。

此外，DHCP 可以提供的大多數其它訊息，例如不用到路由器 IP

位址，在相同的子網裡對全部主機是一樣的，因此 DHCP 伺服器完全

地能使訊息形成經由子網路而不經由主機伺服器，與 BOOTP 相比減少

許多管理的困難。

圖 3-12 獲得 IP 位址的基本的 DHCP 消息。

圖3-12 圖片步驟文譯：

1.DHCP 發現訊息(區域網廣播)

2.DHCP 提供客戶引導的訊息

41

3.DHCP 對伺服器發出要求引導的訊息

4.DHCP 確認客戶端接收到引導的訊息

◎為了找到伺服器而廣播

◎出現提供DHCP 服務

◎請求訊息

◎確認，帶有訊息

（IP 位址，遮罩，閘道，等等）

DHCP 已經成為一份非常大量使用的協定，有大多數一般用戶主機在在

公司的區域網網路透過 DHCP 得到他們的 IP 位址和其他基本的配置。

3-8 IP繞送跟繞送協定在這個章節的第一部分，讀到有關網路路由的基本架設，需要兩台

電腦，三台路由器，在IP位址裡覆蓋很多相關知識，現在可以在ip繞送

裡看程序，圖3-13上說的是一個普通的網際網路的圖解，在這次它的子

網路是使用150.150.0.0。

首先，在一些細節有關圖表需要多加說明，子網路號碼展現出來，

藉由全部的，實際上展現出來的IP位址是由PC1和PC2的，不管如何，

所有的路由器的IP位址是不能備展現在圖表上，許多次，為了減少混亂

只有HOST PORT在位址的圖表清單上，就介面來說，R2的IP位址是從

R1繼續下來的，7的意思是R2在圖表上代表HOST PART的位址，下面

有四步可以完成這個框架。

42

圖 3-13 簡單的路由例子與子網路

TEMP 1：PC1 先建立 IP 封包，到 PC2 的 IP 位址，PC1 必頇發送封包

給 R1，因為它知道預設路由 150.150.1.4 是 PC1 要確定的快取 ARP，

如果沒有找到的話，則 PC1 ARP 會得知 R1 乙太網路 MAC 位址，然而

PC1 的 IP 封包則會被乙太網路給取代。

TEMP 2：R1將接收訊框及之前的封包給R2，因為接收乙太網路訊框有

R1的目的地MAC位址，R1在複製訊框的過程中會使乙太網路終止，如

果跟FCS不符合時，則不能讓乙太網路的有任何的錯誤，R1在協定領域

找到的類型是屬IP封包，R1會捨去乙太網路的標頭以及附屬資料。

下一步，R1 尋找 Routing table 能適合進入的目的地位址的封包，

把 Routing table 設定成圖表中的清單，跟外傳的網路介面，Serial 0 的

下一個中繼點是 R2。現在 R1 需要建立一個動態分配 IP 訊框並且發送

給 Serial 0 介面給 R2，根據較早提到 ARP 是不需要在點對點的 HDLC

WAN 連結，當 HDLC 的訊框發送至另一個訊框時，R1 必頇由封包內

知道所有資訊。

TMEP 3：R2 處理接收的訊框並且把封包傳到R3。當R2它收到HDLC

訊框時，重複與R1相同的程序。在分解HDLC標頭和資料列之後，R2

也需要找到符合目的地150.150.4.10的路由表紀錄。R2的路由表有一個

紀錄為150.150.4.0，輸出串列界面，到下一個中繼的路由器

150.150.3.1，也就是路由器R3。在R2能完成任務之前，VC到R3正確的

DLCI必頇被決定。R2怎樣知道正確的DLCI包含在第11章，「訊框中

繼」，CCNA ICND認證的指南。有那映像資訊，R2能完成訊框中繼標

頭和傳送訊框到R3。

TEMP 4：在R1跟R2連接之前，R3必頇確定FCS裡沒有不符合的資料連

結的附屬資料，在類型領域裡，決定一個封包裡面的訊框是IP封包，然

而中斷訊框中繼器的表頭以及附屬資料，這個RPUTING TABLE進入

150.150.4.0展現出的外部介面是R3的乙太網路介面，但是它們沒有下一

個中繼點，因為R3的子網路是150.150.4.0。所有R3必頇簡化到乙太網

路的表頭以及附屬資料的封包裡，之前R3可以完成建立在乙太網路的

表頭，一個IP ARP的播送必頇到PC2的MAC位址。

遶送的過程倚賴與 IP 位址有關係的規章。例如，為什麼做

150.150.1.10(PC1)認為在 150.150.4.10，(PC2)不在相同的乙太網路上

嗎？因為 150.150.4.0，PC2 的子網與 150.150.1.0 相比較是不同的這是

43

PC1的子網。因為在不同的子網裡的 IP位址必頇被一些路由器分開 PC1

需要傳送封包到路由器並且讓它執行，與此類似，全部 3 個路由器列舉

一條路徑到一個子網 150.150.4.0，在這例子裡，包括 IP 位 150.150.4.1

到 150.150.4.254。如果某人嘗詴著把其它地方的 PC2 放進網路，但是

仍然使用 150.150.4.10，該怎麼辦 ? 路由器會將前面封包錯誤地方分

組。因此，第 3 層鋪設倚賴更有效地對路線處理的第 3 層的架構。

3-8-1 IP 繞送協定 IP繞送協定與IP繞送表是可以使人相當信認的。轉送的封包是沿著

界面傳送到下一個子網路，並依照IP位置來指定接收這封包的子網路。

在檢查基礎的邏輯之前，你需要考慮有關繞送的終點協議，在描述這個

跟隨到任一IP，不管基礎邏輯類型繞送協定到終點的路由表是為何。

繞送獲得在這個動態網路上的全部子網路清單，假如一個子網路不止一

條路徑有效的話，那麼將最快的路徑放置在路由表中，並且注意表中那

些路徑不再有效，並將那些無效路徑一一移走。如果有一條路徑是從一

個路徑目錄或是穿越另一個鄰近他的可用路徑中遠離出來，那麼會在目

錄中添加一個路徑出來。（很多人意見再於這目標和他在前面的任一個

唯一性的目標。）

圖 3-14 路由器公佈一條路徑並從路由器 C 獲得資訊

表 3-5 路由器 B 展現出更新之前所接收到的資訊表現在圖 3-14 中

表 3-6 路由器 B 把接收到更新之後的繞送狀況表現在圖 3-14 中

44

路由器B增加的最初路徑就是直接連接到的第一個界面目錄。實際上，

沒有繞送的協議是需要為了一個路徑去學習連接相關聯的路徑目錄

的。因此，在路由器B得到任何繞送的更新之前，他只知道這唯一的二

條路徑和這兩個有關聯的路徑並列舉在表3-6 。

在從路由器A得到更新之后，路由器B已經透過學習獲得多過3條的路

線。因為路由器B的路線是從路由器A獲得的，在路由器B中總共會有

三條路線指向後方的路由器A並穿越路由器A後到連接到下一個路由器

去。那麼從外面看起來的話路由器B是經由唯一的路線到路由器在往

後在連接到其他的子網路路徑去。

路由器 A 第一個了解的子網路是 162.11.5.0 和 162.11.9.0 因為 A 是直

接被那些有關聯的子網路連結的。了解的子網路 162.11.10.0，隔著路由

器 C 的 Ethernet 的子網，是經由路由器 C 繞送或是取得更新。

45

第4章 TCP 和 UDP 的基礎

4-1 OSI Layer 4的代表特徵

傳輸層 (Layer 4) 定義了許多功能，其中最重要的就是錯誤回復和

流量控制。路由器會因為許多理由捨棄掉封包，其中包括了位元錯誤、

路徑擁塞以及沒有正確的傳送路徑是已經知道的。如同你已經讀過的，

大部份資料連結協定都會注意是否有錯誤產生但是在捨棄訊框時是否

一定是錯誤發生了？OSI傳輸層可能提供了重新傳輸(錯誤回復)的功能

來避免發生擁塞的情況(流量控制)—或者沒有。它的確依賴在某些特別

的協定之上。然而，假如錯誤回復或流量控制用在更多更新的協定組，

基本上這些功能將會被執行在第四層的協定之上。OSI第四層包含了一

些其他的功能。表4-1總結了OSI傳輸層的主要功能

功能說明

連接導向傳輸或無連接

傳輸模式

定義不論協定是否建立於某些兩端之間相

關之前任何使用者資料是被允許用來傳輸

(傳輸導向)或者(非傳輸導向)

錯誤回復此項功能是用來注意錯誤的發生或是遺失

的區段以及是什麼原因造成這種結果

可靠度另一種錯誤回復的名詞

流量控制控制著兩點之間傳輸資料的速率

切割應用資料應用層協定可能需要傳送大量的資料─比

原本IP封包所能容納的資料量大得多。所以

傳輸層就有責任分割較大的資料，稱做「區

段」，使其變成能放入IP封包內的資料大

小。

4-2 傳送控制協定每一個TCP/IP應用程式基本上會選擇要使用TCP或是UDP作為應

用程式的基本需求。舉例來說，TCP提供了錯誤回復，但是為了這麼做，

它耗費了較多的頻寬還有使用了較多的執行週期。UDP就沒有錯誤偵

測，但是它可以用在較小的頻寬還有較少的執行週期。不論應用程式選

46

擇了這兩種TCP/IP傳輸層協定的哪一種，你應該要暸。

TCP 提供了一個多變的實用功能，它包含了錯誤回復。實際上，

TCP的錯誤回復功能已經被認為是最好的了─但是它還有更多的功

能。TCP，在RFC 793被制定, 有著以下的功能：

◎使用多樣的埠號

◎錯誤回復 (可靠度)

◎使用視窗做流量控制

◎從建立連線到結束

◎點到點之間整齊的資料傳輸

◎分割

TCP透過在終端的電腦裝置達成這些功能。TCP依賴在IP上做點對點資

料的傳送，包含路由發布。換句話說，TCP在被需要用來傳輸資料於應

用程式之間才被執行，而且它扮演被指定的方向提供服務給那些終端電

腦的應用程式。不論兩台電腦是在同樣的乙太網路上，或是被分開在整

個網際網路上，TCP都會以同樣的方式執行其功能。

圖 4-1 顯示了 TCP 的標頭

47

4-2-1 多用途的TCP埠號 TCP提供許多的功能給應用程式，TCP與UDP兩者所使用的概念我

們稱為多重訊號傳輸。所以這段開始介紹TCP與UDP的多重訊號傳輸，

隨後在探討TCP與UDP的特殊功能。

多重訊號傳輸TCP和UDP與一台電腦怎樣收到數據的過程有關。電

腦本身可能被執行了許多的應用程式，就像網頁瀏覽器、e-mail，或是

一個FTP客戶端。TCP和UDP多重訊號傳輸能讓接收的電腦知道是哪個

應用程式傳出的資料。

舉些例子來讓多重訊號傳輸的需求更為明顯，有一個網路包含兩台

電腦，分別叫做 Hannah 和 Jessie。Hannah 用一個應用程式傳送廣告到

Jessie 的螢幕，則應用程式在每 10 秒就會傳送一個新的廣告給 Jessie。

Hannah 用一個電匯軟體傳送一些錢給 Jessie。最後，Hannah 用一個瀏

覽器來存取執行在 Jessie 的電腦上的網頁伺服器。廣告程式以及電匯程

式是虛構的，只是用來舉例，但是網頁應用程式則實際運作在日常生活

中。

圖4-2 表示一個網路的例子，Jessie所執行的三個應用程式：

◎A UDP-based ad application

◎A TCP-based wire-transfer application

◎A TCP web server application

圖 4-2 Hannah 利用三個應用程式傳送封包給 Jessie。

48

Jessie 需要知道哪個資料是由哪個應用程式所發出的，但是所有三個封

包都是來自同一個乙太網路還有相同的IP位址。你可能會想，Jessie只

要看封包內的UDP或是TCP的標頭就可以了，但是如同你在圖中所看到

的，兩個應用程式(電匯程式以及瀏覽器)都是使用TCP。

TCP and UDP 透過使用TCP或是UDP標頭內各自的埠號來解決這個問

題。每一個Hannah的TCP和UDP段使用不同的目的埠號，如此一來Jessie

就會知道是哪一個應用程式所發出的資料了。

Multiplexing 使用一種叫做 socket 的觀念來運作，一個 socket 由三種東

西所構成：IP 位址，傳輸協定和埠號。所以，在 Jessie 的網頁伺服器上，

socket 可能是(10.1.1.2，TCP，port 80)因為預設的網頁伺服器就是使用

眾所皆知的埠─80。當 Hannah 的瀏覽器連接到網頁伺服器時，Hannah

就會使用一個 socket—可能像是一個這樣的設定: (10.1.1.1，TCP，1030).

但為什麼是 1030？因為 Hannah 就是需要一個獨特的埠號，所以當

Hannah 發現 1030 是可以用的，它就將它設定成 1030。實際上，主機

基本上會動態的從 1024 開始分配，因為 1024 以下的埠都預留給常用到

的應用程式，就像網路服務。

圖 4-3 使用三個使用者介面應用組合編碼

49

在圖 4-3，Hannah 和 Jessie 在同一時間用了三個程式，因此有三個 socket

連接會開啟。因為一個 socket 在一台電腦上必頇是獨特的，所以兩個

sockets 之間應該要在兩台電腦間能辨識出一個獨特的連線。兩個

sockets 之間的連線必頇要是獨特的就是說你能夠同時使用多個應用程

式，對同一台或是不同台的電腦做溝通。Multiplexing基本上是由 sockets

所構成，所以就能確保資料能傳送到正確的應用程式。

圖 4-4 連接兩個接收端

埠號是 socket 中重要的一個環節。一些比較常聽到的埠號通常都讓

服務程式使用，其他的埠號就是給客戶端使用。提供服務的應用程式，

例如 FTP，Telnet，和網路服務程式，會開啟一個 socket 常見的埠來監

聽連線請求。因為這些來自客戶端的連線請求需要包含來源埠號以及客

戶端埠號，所以這些服務的埠號必頇是常見的。因此每個服務程式都有

堅固的編碼，常見的埠號，就像定義那些常見的 RFC 號碼在客戶端，

會請求來源，任何沒有被使用的埠號就會被分配。結果就是在主機上的

每一個客戶端都使用一個不同的埠號，但是服務程式卻對所有的連線使

用同一個埠號。舉例來說，100 個 Telnet 客戶端在同一個主機可能每個

都使用不同的埠號，但是 Telnet 伺服器與 100 個客戶端連線只會有一個

socket，因此，就只會有一個埠號。來源與目的的 sockets 結合允許所有

連線到主機識別來源與目的之間的資料。

50

4-2-2 常用的TCP/IP應用當你準備CCNA INTRO和ICND的考詴，你將會體驗到多變的

TCP/IP應用程式。你應該至少要知道一些可以用來管理和控制網路的應

用程式。

World Wide Web (WWW)應用程式存在透過瀏覽器存取伺服器上

可用的內容，如同先前所提到的。當想到用戶端應用程式，你可以實際

上使用WWW的網路服務來管理一個路由器或是交換器，然後使用一個

瀏覽器來存取路由器或交換器。

Domain Name System (DNS)允許使用者利用名字來參考到電腦，透

過DNS來尋找相符的IP位址。DNS 也使用主從模式，網路管理者透過

DNS伺服器來控制，而且DNS客戶端的功能已經變成現今任何使用

TCP/IP的一部分了。客戶端簡單的要求DNS伺服器來供應與名稱相符的

IP位址。

Simple Network Management Protocol (SNMP)是一個使用特殊網路

裝置來管理的應用層協定。舉例來說，Cisco Works網路管理軟體的生

產就會被用於質疑，編譯，儲存和顯示有關網路操作的資訊。為了要查

詢網路裝置，Cisco Works便使用了SNMP協定。

習慣上，為了要從路由器或交換器上移動檔案，Cisco使用了Trivial

File Transfer Protocol (TFTP)。TFTP定義了一個協定的基本傳輸功能–

因此―trivial‖這個字才成為這個應用程式名字的開頭。輪流地，路由器

和交換器可以用File Transfer Protocol (FTP)，那是一個功能較強的協

定，用來傳送檔案。不管是將檔案送入或是送出Cisco的裝置都能運作

的很完全。FTP允許許多功能，使一般使用者能做出好的決定，由於

TFTP客戶端和服務程式都非常的簡單，使他們成為一個好的網路工具

的一部分。

上述的應用程式中有些使用TCP，有些使用UDP。就如你待會讀到

的，TCP提供了錯誤回復的功能，但UDP沒有。舉例來說，Simple Mail

Transport Protocol (SMTP)和Post Office Protocol version 3 (POP3), 兩個

都是用來傳送信件，需要正確的傳送，所以他們使用TCP。不論什麼傳

輸層協定都是一樣，應用程式使用常見的埠號，所以客戶端知道哪個埠

嘗詴要連接過來。

表 4-2 常見的應用以及所屬的埠號

51

4-2-3 錯誤恢復(可靠性) TCP 為了可靠的數據傳輸作準備，稱為可靠性或錯誤恢復。為了完

成可靠性，TCP 使用順序和確認區，TCP 在兩個方向取得可靠性，在

相反方向使用與確認區相合之方向的順序數字。

圖 4-5 確認有無錯誤

在圖 4-5 web 客戶〈4000〉在 TCP 的確認區暗示被下一個位元組收到；

稱為正向確認。在順序數值部分反映出第一個位元組的數量。TCP 每

個部分都是 1000 個位元組的長度。

52

圖 4-6 TCP 確認及發生錯誤

圖 4-6 說明了相同的意思。但是 TCP 網段在第二部分發生丟

失或錯誤，客戶端回應了 2000 的部分沒有收到，要求重新傳

送。Web 伺服器重新發送一次，Web 客戶端回傳了等於 4000

的確認通知。

4-2-4 視窗化的流量控制 TCP 利用流量控制順序和確認區中，沿著另一個欄位呼叫

視窗欄位。

圖 4-7 TCP 視窗化

圖 4-7 表示 Web 客戶端要求傳送從 1000 開始的確認字元，一共需要

53

3000 的長度，Wbe 伺服器一次傳送 1000 過去，然後 Web 客戶端第二

次要求傳送確認字元，一共需要 4000 的長度，Wbe 伺服器從延續前一

次的傳送，從 4000 開始傳。

4-2-5 連接建立與中止

圖 4-8 說明 TCP 建立流動連接

在數據傳輸開始之前必頇完成這三條流動連接的建立，雖然在 TCP

裡沒有單個的插座欄位，是連接在兩個插座之間的出口。在 3 個 Port

中，IP 位址被分配在 IP 裡的來源和目的地的 IP 標頭。圖 4-8 說明流動

連接是認為每一個有單一資料的位元組，反映在確認數值上。

圖 4-9 TCP 連接中止

左邊PC對右邊發送連接中止的通知訊息，右邊回覆確認收到訊

息，並發送出連接中止的訊息，左邊收到後發送出確認訊息。

54

4-2-6 無連接傳輸和連接導向傳輸協定

基本的定義指令︰

連接導向傳輸協定：在開始資料傳輸或要求建立之前的相互關係，需要

先做一次的訊息交換。

無連接傳輸協定：不需要在開始資料傳輸或要求建立之前的相互關係，

也不需先做一次的訊息交換。

表 4-3 協定的特色：恢復和連接

有關的協定可靠性例子

連接導向傳輸協定有 LLC Type 2 〈802.2〉，TCP， Novell

SPX

連接導向傳輸協定無 Frame Relay VCs，ATM VCs，PPP

無連接傳輸協定有 TFTP，NetWare NCP〈no Packet

Burst〉

無連接傳輸協定無 UDP，IP，most Layer 3 protocols

4-2-7 資料分割及有條理的資料轉移

適用需要送數資料。有時候資料很小---一個單位的位元組。在其他

的情況，例如，有一個將檔案從電腦複製到另一台電腦，數量資料可能

是數百萬個左右的位元組。

每種不同類型的資料鏈路協議對可能被送的最大輸出單位(MTU)通常

有一個限制。根據資料鏈路層，MTU 參考"資料"的尺寸---換句話說，

在一個框架的資料區裡面坐了第3層封包的大小。對很多資料鏈路協議

來說，包括Ethernet，MTU是1500個位元組。

TCP事實上處理可適用給它數百萬個位元組透過分割資料進更小的片

送，被稱做分割。因為一IP封包通常可以有1500個位元組，且因為IP和

TCP標頭都是每一個20位元組，TCP通常分割部分大的資料進1460位元

組(或者較小)分割部分。

當TCP接受到分割的部分時，TCP接收者再執行集合。為了再集合資

料，TCP 必頇恢復遺失分割的部分，例如先前被覆蓋的那樣。不過，

TCP 接收者也必頇重排分割的部分，依先後次序到達離開因為路由的

IP 能選擇穿過多連接的均衡流量，實際分割的部分可能有交付的故

障。因此，TCP 接收者也必頇透過重新安排成原先的命令執行預訂的

55

資料傳輸。過程不難想像︰如果分割的部分用第1000，3000，和2000

順序號到達，其中每一個1000位元組資料，接收者能再重新安排他們並

且沒有轉譯的被要求。

你也應該知道與TCP有關分割的一些專有名詞。TCP標頭與在一起的資

料

區，一同被叫為TCP分割的部分。這個條件類似於一個資料連接訊框和

一

個IP封包，在那些術語裡指的是頭部及尾部。對於各自的層來說，正如

加

上封裝的資料。L4PDU術語可能被用來代替叫做TCP分割的部分因為

TCP

是第4層的一個協議。

4-2-8 TCP 功能摘要

表格 4-4 總結 TCP 功能

功能描述

多路複用允許主機接受決定的功能，根據埠的數目，正確的申請

資料的預定。

錯誤恢復(可

靠性)

給編號的過程並告知資料於先後順序及確認標頭欄位

流量控制使

用視窗化

使用窗口大小的過程保護緩衝區空間和路由設備

連接建立及

終止

處理過去常常初始化的埠的數目和順序和確認欄位

預訂的資料

傳輸和資料

分割

連續的流動位元組對於輸送來說，在相同順序裡的位元

組從高層過程中的"分割"且交付到高層過程得到的設備，

4-3 用戶資料訊息協議 UDP提供申請交換消息的一種服務。與TCP不同，UDP是無連接傳

輸模式且沒有可靠性的提供，沒有視窗化，且沒重新安排被得到的資

料。但是，UDP提供TCP的一些功能，例如資料傳輸，分割，以及使用

埠的數目多路複用，並且在它最上方用較少的位元組如此做，用較少處

理要求。

56

UDP 多路傳輸使用埠的數目在TCP的相同模式下。唯一的差別在

UDP(與TCP相比)的腳座，代替指明TCP例如傳送協議，傳送協議是

UDP。在相同的主機身上應用能開相同的埠數目但是在一例中使用TCP

和另一個不具有代表性的UDP但是它也可以的被允許。如果一種特別的

服務都支持TCP、UDP和運輸，對於TCP 和UDP埠的數目來說，它使

用相同的重要性，如在指定號碼的RFC(目前RFC 1700 看見

www.isi.edu/in-notes/rfc1700.txt)中所示。

UDP資料傳輸不同於TCP資料傳輸，因為並沒重排或者恢復被完

成。使用UDP的運用能夠容忍丟失的資料，或者他們有一些適用辦法恢

復丟失的資料。例如，DNS 請求使用UDP因為如果DNS決定失敗，用

戶將重詴一次操作。網路文件系統(NFS)，一個遠程文件系統應用程式，

用應用層代碼進行恢復，因此UDP角色對NFS 是可接受。

透過UDP或者TCP 執行(或者不執行)特有差別的比對運輸層功能的表

格

表4-5 TCP and UDP 功能比較

功能描述(TCP) 描述(UDP)

命令資料轉

移

與一連串連續有關

的命令資料。

沒有重新安排獲得的資料

多路複用使

用埠

根據埠的數目，接

得主機的決定正確

的應用哪個被決定

的資料。

與TCP相同。

可靠的轉移確認收到資料使用

順序和確認在TCP

標頭裡的欄位。

這不是一個UDP的特徵。

在 TCP 和 UDP 標頭，注意到存在來源埠和目的埠的欄位，但是在 UDP

標頭裡缺乏順序號和確認數字欄位。UDP 不需要這些欄位，因為它沒

有對數字嘗詴確認或者研究的資料。

57

圖 4-10 顯示 TCP 和 UDP 標頭形式

UDP 超過 TCP 獲得一些優勢透過不使用順序和確認欄位。在 TCP 上方

的 UDP 的最明顯的優勢是那有額外開銷更少的位元組。不明顯的是

UDP 不需要等待的事實，在確認或者保持的資料上用記憶直到它被承

認。這表明 UDP 應用沒因人工而變慢，透過確認的過程因此記憶更迅

速被釋放。

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第 5 章 Cisco LAN switching Basics 5-1 橋接和交換

10Base-T是乙太網路接下來的發展重點，它採用了 unshielded

twisted-pair(UTP)無遮蔽雙絞線作為連接線，而且也比同軸電纜便宜得多

圖 5-1 網路連結圖

圖 5-1左側是 10BASE2 連接圖，是由單一網路卡配上電纜所構成，中間並沒有其他設備，當 Larry要傳送資訊給 Archie時，同時 Bob也會收到。而右側是10BASE-T連接圖，與左邊不同的是，連接線是雙絞線，而且中間加了一個 Hub，讓接收的部份邏輯上可以看成一條纜線，當 Larry要傳送資料時，中間的 Hub 就會分析是哪個目的要接收，可以增進網路的工作效率。

10BASE2、10BASE5 和 10BASE-T 是乙太網路中三種不同型

態的連接方式，但這些網路都有以下共通的特色： ▓ 在同一個區域網路內，傳送給任何一個設備都會產生碰撞。

▓ 一個設備一次只能傳送一個訊框，因此設備可用到10Mbps頻寬。

▓ 在區域網路上其他設備將只收到一個設備所傳送的廣播訊號。 Bridges用兩種模式解決乙太網路日益擁擠的問題。第一，降低網路裡發生碰撞的情形，增加網路的頻寬。

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圖 5-2 一個透通式橋接〈transparent bridge〉初步的假設

上圖是說明四個用戶與一台HUB連接成一個網路，內有一個碰撞網

域和擁有10Mbps的頻寬。下圖是由Bridge把用戶端分成兩個區域，每個區域有兩個用戶連接到一個HUB再連接到Bridge而組成一個網路，每個區域內是一個碰撞網域並擁有10Mbps的頻寬。

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5-2 透通式橋接器 IEEE 定義出三種 MAC 位址的類型：

▓ unicast addresses(單點位址)：一個 MAC 位址就代表一張區域網路

的介面卡，現今網路卡的 MAC 位址都是燒在本身的晶片裡。

▓ broadcast addresses(廣播位址)：廣播位址是 FFFF.FFFF.FFFF.FFFF，代表著這個區域內的所有裝置都要接收該封包。

▓ multicast addresses(多點廣播位址)：有些應用程式需要與區域網路內的其他幾台電腦溝通，所以這時候就需要以多點廣播的方式來進行。多點廣播的 IP 格式是： 0100.5exx.xxxx，後面一半的位址就可以被拿來指定廣播的位址

透通式橋接器可以幫忙傳送封包，也可以過濾封包，以下是橋接器的三個動作：

1. 橋接器會將接收到的訊框的來源位址做測詴，順便記住該 MAC位址

2. 以傳送的目的位址來判斷該訊框是否要擋下或是傳送 3. 與其它的橋接器透過擴展樹協定建立無迴圈的環境

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5-3 轉送與接收的決定

透通性橋接藉由轉交來分割碰撞網域,減少碰撞.需要時則判斷是否轉交訊框。橋接器使用動態的表格,稱橋接器表格。舉例 7-3 圖中 Fred 先將訊框傳給 Barney 然後至 Wilma。

圖 5-3 透通性橋接轉交和過濾的判斷

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