0110network_basic.htm

鸟哥的linux私房菜

		他也是等同于基本网路设备的同义字了呐！ ^_^<br /><br />

		除了硬体之外，TCP/IP 这个 Internet 的通讯协定也是有标准的，那就是底下的网站所提供的基本文件：
		<ul><li><a href="http://www.rfc-editor.org/" 
			target="_blank">http://www.rfc-editor.org/</a></li></ul>

		透过这些文件的辅助，任何人只要会写程式语言的话，就有可能发展出自己的 TCP/IP 软体，
		并且连接上 Internet 。早期的 Linux 为了要连接上 Internet ，Linux 团队就自己撰写出 TCP/IP 的程式码，
		透过的就是这些基础文件的标准依据啊！举例来说： <a href="ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1122.txt"
		target="_blank">RFC1122</a> 这个建议文件就指出一些基本需求，
		让人们可以了解啊！<br /><br />
		</div>

		透过这些软硬体的标准以及实际上很多公司的支援，让现今的网路世界很容易就串接在一起。
		而目前我们最常谈到的就是上面提到的咚咚，硬体就属『乙太网路』最为常见，
		软体当然就是 TCP/IP 这个 Internet 最通用的通讯协定棉。那么乙太网路是啥？
		为甚么有高速乙太网路、超高速乙太网路？ TCP/IP 是啥？
		通讯协定是啥？浏览器又是啥？他们之间的关系是怎样？这些东西我们就慢慢来了解一下棉。<br /><br />
	</div>

	<hr><a NAME="whatisnetwork_ethernet"></a><img src="../images/penguin-s.gif" alt="小标题的图示" height="23" width="16" align="middle" /><span 
	class="text_h2">乙太网路</span><br />
	<div class=block2>
		在目前的网路社会当中，常见的网路硬体包括有最常见的乙太网路，当然还有速度算是最快的光纤网路，
		别忘了还有蓝芽无线技术以及 ATM (Asynchronous Transfer Mode, 可不是自动提款机啊！！)
		等硬体。会有这么多网路硬体的原因有很多，
		只要是将各个网路硬体的使用场合分类吧！举例来说，一般家庭使用的网路速度并不需要太高，
		若使用光纤网路，贵的哩！用不起～而企业场合如果仅使用乙太网路作为整合介面，
		又可能造成频宽的不足！所以棉，这些硬体各有其优缺点啦！<br /><br />
		因此，在谈乙太网路之前您必须要了解的是，<span class=text_import2>整个网路世界并非仅有乙太网路这个硬体介面</span>，
		只是由于个人电脑的成功以及相关作业系统的支援度，加上乙太网路加入成为标准，
		使得乙太网路成为目前最为热门的网路硬体技术。
		因此，我们当然得就乙太网路来聊一聊啦！事实上，整个乙太网路的发展建议您可以直接参考风信子与张民人先生翻译的
		『Switched & Fast 乙太网路』一书，该书内容相当的有趣，挺适合阅读的呐。
		底下我们仅做个简单的介绍而已说。<br /><br />

		就像前一小节提到的，乙太网路最早是由全录这家公司为了自家的硬体设备而发展起来的，
		经由发明者 Metcalfe 大力推动乙太网路成为业界的标准后，
		再经由 3Com 发展大量的乙太网路硬体，配合越来越流行的相容于 IBM 的个人电脑，
		以及支援网路的作业系统的流行，最后使得大家都参与乙太网路这个介面的发展呐，
		也由于多数公司的量产，使得乙太网路设备越来越便宜。早期的一张 10/100 Mbps 的网路卡要价上千元，
		目前最便宜的只要 150 台币就能购买到了！<br /><br />

		<span class=text_import1>乙太网路的速度</span><br />
		<div class=block2>
			前面说到，乙太网路的流行除了相关的硬体以及作业系统的流行之外，『标准』也是一个很重要的因素。
			早先 IEEE 所制订的乙太网路标准为 802.3 的 <span class=text_import2>IEEE 10BASE5</span> ，
			这个标准主要的定义是∶『<span class=text_import2>10 代表传输速度为 10Mbps，
			BASE 表至采用基频信号来进行传输，至于 5 则是指每个网路节点之间最长可达 500 公尺。</span>』
			网路的传输资讯就是 0 与 1 啊，因此，<span class=text_import2>资料传输的单位为每秒多少 bit ，
			亦即是 M bits/second, Mbps 的意思。</span>那么为何制订成为 10Mbps 呢？
			这是因为早期的网路线压制的方法以及相关的制作方法，还有乙太网路卡制作的技术并不是很好，
			加上当时的资料传输需求并没有像现在这么高，所以 10Mbps 已经可以符合大多数人的需求了。<br /><br />

			当时的网路线使用的是旧式的同轴电缆线，这种线路在现在几乎已经看不到了。
			取而代之的是类似传统电话线的双绞线 (Twisted Pair Ethernet) ，
			IEEE 并将这种线路的乙太网路传输方法制订成为 <span class=text_import2>10BASE-T</span>
			的标准。 10BASE-T 使用的是 10 Mbps 全速运作且采用无遮蔽式双绞线 (UTP) 的网路线。此外， 
			10BASE-T 的 UTP	网路线可以使用<span class=text_import2>星形连线(star)，
			也就是以一个集线器为中心来串连各网路设备的一个方法</span>，
			有点类似底下的图示∶<br /><br />

			<center>
			<img src="0110network_basic/0110network_basic_what_01.png"
			title="星形连线图示" alt="星形连线图示"><br />
			图一、星形连线 (star) 简易图示
			</center><br />

			不同于早期以一条同轴电缆线连结所有的电脑的 bus 连线，
			透过星形连线的帮助，我们可以很简单的加装其他的设备或者是移除其他设备，
			而不会受到其他装置的影响，这对网路设备的扩充性与除错来说，都是一项相当棒的设计！
			也因此 10BASE-T 让乙太网路设备的销售额大幅提升啊！<br /><br />

			后来 IEEE 更制订了 <span class=text_import2>802.3u 这个支援到 100Mbps 传输速度的 
			100BASE-T 标准，</span>这个标准与 10BASE-T 差异不大，
			只是双绞线线材制作需要更精良，同时也已经支援使用了四对绞线的网路线了，
			也就是目前很常见的八蕊网路线呐！这种网路线我们常称为等级五 (Category 5, CAT5) 的网路线。
			这种传输速度的乙太网路就被称为 Fast ethernet 。至于目前我们常常听到的 Gigabit 网路速度
			1000 Mbps 又是什么呐？那就是 Gigabit ethernet 哩！只是 Gigabit ethernet 
			的网路线就需要更加的精良。<br /><br />

			为什么每当传输速度增加时，网路线的要求就更严格呢？
			这是因为当传输速度增加时，线材的电磁效应相互干扰会增强，
			因此在网路线的制作时就得需要特别注意线材的质料以及内部线蕊心之间的缠绕情况配置等，
			以使电子流之间的电磁干扰降到最小，才能使传输速度提升到应有的 Gigabit 。
			所以说，在乙太网路世界当中，如果您想要提升原有的 fast ethernet 到 gigabit ethernet 的话，
			除了网路卡 (Network Internet Card, NIC) 需要升级之外，主机与主机之间的网路线，
			以及连接主机线路的集线器/交换器等，都必须要提升到可以支援 gigabit 速度等级的设备才行喔！<br /><br />
		</div>

		<span class=text_import1>乙太网路的网路线接头</span><br />
		<div class=block2>
			前面提到，网路的速度与线材是有一定程度的相关性的，那么线材的接头又是怎样呢？
			目前在乙太网路上最常见到的接头就是 RJ-45 的网路接头，共有八蕊的接头，有点像是胖了的电话线接头，
			如下所示∶<br />

			<center>
			<img src="0110network_basic/rj45.png"
			title="RJ-45 接头示意图" alt="RJ-45 接头示意图"><br />
			图二、RJ-45 接头示意图
			</center><br />

			而 RJ-45 接头又因为每条蕊线的对应不同而分为 568A 与 568B 接头，
			这两款接头内的蕊线对应如下表∶<br /><br />

			<table BORDER COLS=2 WIDTH="500" border=1 cellspacing=0 cellpadding=3>
			<tr><td WIDTH="100" align=center>
				<font face="细明体">接头名称</font></td>
				<td><font face="细明体">  1    2    3    4    5    6    7    8</font></td></tr>
			<tr><td BGCOLOR="#CCFFFF" align=center>
				<font face="细明体">568A</font></td>
				<td BGCOLOR="#CCFFFF"><font face="细明体">白绿  绿  白橙  蓝  白蓝  橙  白棕  棕</font></td>
			</tr>
			<tr><td BGCOLOR="#66FFFF" align=center>
				<font face="细明体">568B</font></td>
				<td BGCOLOR="#66FFFF"><font face="细明体">白橙  橙  白绿  蓝  白蓝  绿  白棕  棕</font></td>
			</tr>
			</table><br />

			事实上，虽然目前的乙太网路线有八蕊且两两成对，但实际使用的只有 1,2,3,6 蕊而已，
			其他的则是某些特殊用途的场合才会使用到。但由于主机与主机的连线以及主机与集线器的连线时，
			所使用的网路线脚位定义并不相同，因此由于接头的不同网路线又可分为两种∶<br />
			<ul><span class=text_import2>
			<li>平行线∶两边接头同为 568A 时称为平行线，用在连结主机网路卡与集线器之间的线材；</li>
			<li>跳线∶一边为 568A 一边为 568B 的接头时称为跳线，用在直接连结两部主机的网路卡。</li>
			</span></ul>
			而不同等级的线材除了针对线材材质的电阻等规格加以规范之外，有时为了更好的电磁效应屏蔽功能，
			会将四对蕊线以金属薄膜包覆，以提供更佳的抗干扰能力。
			<span class=text_import2>没有屏蔽的我们就称为无遮蔽双绞线(UTP)，
			有屏蔽的就被称为有遮蔽双绞线(sheild Twisted Pair, STP)。</span>
			STP 的网路线由于加上屏蔽物质，所以较硬、较贵也较不易布线，不过优点则是对于电磁效应屏蔽较佳。
			那么网路线如何选择？以目前来说，由于我们想到达到 Gigabit Ethernet 的网路速度，
			所以必须使用 CAT 5e 以上等级包含 CAT 6 的网路线材才行！那么如何区分？
			其实在网路线上面的缆线表面都会写上这条网路线的相关规范，看一看就知道啦！
			而且还得要看看该条线段是『跳线』还是『平行线』喔！<br /><br />
		</div>

		<a name="csmacd"></a>
		<span class=text_import1>资料在乙太网路间的传送 (MAC)</span><br />
		<div class=block2>
			接下来要谈的是那么乙太网路到底是如何传输资料的呢？
			由于目前办公室内部的乙太网路多是利用集线器以及交换器(Hub/Switch)做为中心，
			利用星形连线达成网路环境的一种方式，因此网路线是一个很重要的媒体喔！
			那么网路线里头最多就是电子讯号在跑嘛(就是 0 与 1 啊)！而如果同时有两部电脑要使用这个网路线时，
			怎么可能同时发出两个电子讯号出来呢？这个时候是会发生讯号碰撞的问题的，
			因此，<span class=text_import2>网路共享媒体(包括网路线、集线器等)在单一时间点内，
			仅能被一部主机所使用</span>这个概念必须要先了解才行。<br /><br />

			为了杜绝这种讯号碰撞产生的问题，所以乙太网路在发展时就使用一种名为<span class=text_import2>
			CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection)</span> 的技术。
			这种技术的特点就是当节点想要在网路媒体上面传输资料时，
			会先侦测该媒体上面是否有其他的节点正在使用，确定没有其他节点在使用该媒体时，该节点才会开始传送资料。
			并且，当节点开始传送资料时，节点也能够同时侦测是否有发生碰撞的现象。
			<span class=text_vbird>(注∶任何一个具有 MAC 的网路媒体接在该网路上面，就称为一个节点"node"，
			所以，一部主机就是一个 node ！)</span>
			不过，事实上在这样的共享媒体环境下，当网路相当忙碌时，
			资料的碰撞 (collision) 还是会发生的啦！<br /><br />

			再来，我们还是得要知道一下『那电子讯号由一部主机发出后，这个讯号怎么知道要传到哪里去？』
			既然有来源也有目标，那当然就得需要一个可以判别讯号来源与等待接受的主机的相关资讯棉？
			没错！在乙太网路内，我们就是以 <span class=text_import2>MAC 
			(Media Access Control, 媒体存取控制)</span>来管理资料传送的。
			而 <a name=frame></a><span class=text_import2>MAC 其实就是一个讯框( frame )</span>，
			你可以把他想成是一个在网路线上面传递的包裹，
			而这个包裹是<span class=text_import2>整个网路硬体上面传送资料的最小单位了</span>。
			也就是说，网路线可想成是一条『一次仅可通过一个人』的独木桥，
			而 MAC 就是在这个独木桥上面动的人啦！那 MAC 又该如何判断这独木桥的两端分别是何处呢？
			这就得要看一看 MAC 这个讯框的内容了∶<br /><br />

			<center><a name="fig_mac"></a>
			<img src="0110network_basic/mac.png"