0110network_basic.htm

鸟哥LINUX 学习课本

Client 为节点 A 而 Server 为节点 B，那么当数据要在 A 与 B 之间进行传送时，两部计算机会先进行会谈，以确认是否可以进行传送的动作。会谈的过程如下：
<ol>
<li>
<font color="#000066">当节点 A 要对 B 要求建立联机时，A 会先发出『联机请求』的讯息封包，该讯息上面带有
SYN 的符号；</font></li>

<li>
<font color="#000066">节点 B 收到讯息之后，如果确定接受 A 的联机要求，那么就会响应一个『确认请求』的讯息封包给
A ，该讯息上面则带有 SYN/ACK 符号；</font></li>

<li>
<font color="#000066">然后节点 A 再度响应给 B 一个『确认联机』的讯息封包，带有
ACK 的符号，这个时候就进入了数据传送的阶段了！</font></li>

<li>
<font color="#000066">当节点 A 数据传送完毕之后， A 会发送一个『终止联机』的讯息封包，则在得到
B 响应的『确认终止』讯息之后，就结束了该次联机！</font></li>
</ol>
上面即是有名的『<font color="#000066">三向交握, Three-Way Handshack</font>』的工作原理啦！那就是在这一层里面达成的哩！所以我们可以说，在会谈层里面可以提供稳定的可靠的联机渠道！</td>
</tr>

<tr>
<td bgcolor="#ff99ff">
<center>表现层</center>
</td>

<td>我们在应用程序上面所制作出来的数据格式不一定符合网络传输的标准编码格式的！所以，在这个层级当中，主要的动作就是：将来自本地端应用程序的资
料格式转换(或者是重新编码)成为网络的标准格式，然后再交给底下传送层等的协议来进行处理。当然啦，如果是来自远程的数据，那么这个层级也会将网络的标
准编码转换成为应用程序所需的格式，再交给应用程序处理。也就是说，这个层级当中定义了数据的语法以及格式，当应用程序的语法与格式不符时，还可以进行翻
译(重新编码)的工作。</td>
</tr>

<tr>
<td bgcolor="#ff99ff">
<center>应用层</center>
</td>

<td>表现层的工作是将来自应用程序的数据转成网络传输的标准格式，至于应用层则是完全与应用程序有关。</td>
</tr>
</tbody></table>
　
<br>由上面的说明，我们不难理解 OSI 七层协议当中，每一层之间是具有相关性的，并且底层要完备之后，才有办法进行上一层的工作。例如要进行
IP 的设定来说好了，如果没有网络接口，怎么进行 IP 的设定？而如果都没有网络媒体了，怎么进行数据传送？！另外，在每一层的协议中，都仅与该层相对应。目前到这里先说个简单的概念，后续请您继续看完之后，就能大略的了解了！
<br>　
<br>在下一节里面，我们将针对 OSI 七层协议里面的每一层进行说明，以让大家更容易了解整个网络的架构喔！</ul>

<hr width="100%"><a name="Networklayer"></a><font size="+1" color="#000099">网络层的相关协议</font>
<ul>在 OSI
七层协议中，最底层的三层被定位为网络层，这三层是最基本的网络架构了！虽然这三层通常已经被整合在操作系统与硬件里面了，所以我们根本不需要担心这三层
的协议，不过，如果能够知道这些基础概念，对于未来在进行网络追踪时，帮助是很大的！底下我们就分别来谈一谈这三层的主要内容吧！不过，在开始之前，我们
得先来谈一谈整个网络传输单位的定义说～
<br>　
<br>
<hr width="100%"><a name="Networklayer_unit"></a><font color="#000099">传输单位</font>
<br>　
<br>想一想，如果没有电的话，我们的网络是否能够通行无阻？！当然不行！因为网络其实就是电子讯号的传送啊！如果没有电，当然就没有办法传送讯息了。而电子讯号只有
0 跟 1 啊，所以在网络单位的计算上，一般通常是以二进制的 bit 为单位的。那么这个
bit 与我们通常用来计算档案大小的单位 bytes 有什么关连性？其实：
<br>　
<ul><b><font face="SimSun">1byte = 8bits</font></b></ul>
　
<br>所以啦，一般来说，我们看到的网络提供者<font color="#000066"> (Internet
Services Provide, ISP)</font> 所宣称他们的 ADSL 传输速度可以达到 下行/上行
512/64 Kbps ( Kbits per second) 时，那个 Kb 指的可不是 bytes 而是 bits
喔！所以 512/64 Kbps 在实际的档案大小传输速度上面，最大理论的传输为 64/8
KBps(KBytes per second)，所以正常下载的速度约在每秒 45~50 KBytes 之间吶！同样的道理，在网络卡或者是一些网络媒体的广告上面，他们都会宣称自己的产品可以自动辨识传输速度为
10/100 Mbps ( Mega-bits per second)，呵呵！该数值还是得再除以 8 才是我们一般常用的档案容量计算的单位
bytes 喔！这样可以了解传输单位的意义了吗？！
<br>　
<br>
<hr width="100%"><a name="Networklayer_physical"></a><font color="#000099">实体层</font>
<br>　
<br>既然网络是由硬件来进行讯号传递的，所以在这里我们就先来谈一谈网络媒体的运作方式吧！不过网络媒体的连接方式有相当多的类型，例如近来比较常见的『星形联机』以及较早期的直线型总线
(bus) ，以及以基地台为基准的无线网络等等类型，不同的类型在讯号的传递上是不太一样的。不过，由于
Bus 类型的联机模式是比较容易理解的一种联机模式，所以底下我们以基本的 Bus
联机模式来进行说明。如下面图示所示： ( 虽然一般家庭网络最常见的联机模式为星形模式，不过基本原理上面还是与
Bus 布线模式相同的 )
<br>　
<center><img src="0110network_basic_files/0110network_basic_2.jpg" nosave="" height="241" width="514">
<br><font color="#000066">图二、以 bus 串连计算机示意图</font></center>
　
<br>所有的计算机都经过同一个网络媒体(就是中间横向的那一条主要缆线)来进行连接。这个网络媒体上面有什么需要注意的地方呢？
<br>　
<ul>
<li>
<a name="Networklayer_physical_media"></a><b><font color="#000099">网络媒体</font></b>：</li>

<br>什么是『<font color="#000066">网络媒体</font>』说穿了，最基础的网络媒体就是『<font color="#000066">网络线</font>』啰，因为我们都是透过网络线来进行电子讯号的交流的嘛
( <i>再次请您留意，这里是以网络线为例，当然网络媒体还有相当多的样式的！</i>)。好了，请注意的是，当所有的计算机要进行数据传递的时候，就是需要使用到这个所谓的网络媒体，而由于所有的计算机都连接在这个网络媒体上面，您可以将这个
Bus 的网络线当成是一个『<font color="#000066">共享媒体</font>』啰！并且，这个共享媒体的传输限制为『<b><font color="#000066">单一时间点上面，只能有一部机器使用这个共享媒体</font></b>』，这个概念相当的重要，先记下来吧！</ul>
　
<br>现在我们知道讯号是藉由网络媒体来进行传递的，而这个媒体在单一时间点上面仅能让一个机器使用！果真如此的话，底下的问题该如何解决呢？
<br>　
<ol>
<li>
<font color="#000066">各计算机怎么知道该时间点上面有没有其它的机器在使用呢？</font></li>

<li>
<font color="#000066">如果 PC1 与 PC2 要相互沟通的话，他们的讯号是怎样传输的，也就是说，
PC1 怎么知道该讯号是要送到 PC2 呢？</font></li>

<li>
<font color="#000066">如果同一个时间里面有两部计算机以上同时使用这个媒体，会产生什么情况？</font></li>
</ol>
　
<br>底下就需要针对上面的问题来说明一下咯：
<br>　
<ul>
<li>
<a name="Networklayer_physical_broadcast"></a>由于这个<font color="#000066">网络共享媒体</font>在每个时间点上面仅能让一部机器使用
( 这个时间可能是几千到几万分之一秒，很短的啦！)，因此，如果 PC 1 这部计算机想要利用这个媒体发送数据出去时，他就必须要确认当时在这个媒体上面没有其它的机器在使用。这个时候
PC1 就会先发送一个讯息封包到这个媒体上面去，告诉这个媒体上面的所有计算机主机说『喂！我要使用这个媒体了』！而其它的
PC2 ~ PC5 在接到这样的讯息封包后，就会暂时停顿自己的网络工作，让 PC1 可以顺利的使用网络媒体传送数据(这个停顿也是很短的啦！您感觉不出来的
^_^ )。PC 1 发送讯息封包的这个行为就是所谓的『<b><font color="#000066">物理广播</font></b>』(<font color="#000066">Physical
Broadcast</font>) 了，而这个动作也是最底层的动作吶！</li>
</ul>
　
<ul>
<li>
知道了物理广播 ( Physical broadcast ) 的动作之后，再来，如果 PC1 与 PC
3 同时都想要使用网络媒体呢？呵呵！这个时候，就要看是谁先传送出广播信息的，当然是先抢先赢！例如：当
PC1 比 PC3 早一步向网络共享媒体送出物理广播信息，那么 PC3 就会先停顿，直到等到
PC1 将该次工作完毕之后，才会发送物理广播信息了。咦！您有没有发现这个地方很奇怪啊？！既然
PC 1 已经先抢先赢，万一 PC 1 要传送的数据高达 100 MB ，那么 PC 3 不是等到捉狂了？
呵呵！回到刚刚我们提到的 OSI 七层协议里面的『<a href="#before_osi_packet_size">传送层</a>』的地方，里面说到了：由于网络物理机制的关系
( 网络线的负荷啦、所有的网络周边啦等等的物理机器 ) ，每次进行网络传输时，该次的『封包大小』是有限制的！所以，如果
PC 1 的数据真的高达 100 MB 时，他也无法一次就将 100 MB 的数据打包成为一个
packet 的，网络媒体没有办法传输那么大的封包，所以当然就得将 100 MB拆开成为数个小
packet 再一次一次的传送出去啦！而每次的 physical broadcast 仅针对该次的
packet 发送而已，如果这个 packet 发送完，得再继续进行一次 physical broadcast
才能够再发送下一个 packet 喔！因此，这个 100MB 的传送得要 PC1 在这个共享媒体上面发送多次的
physical broadcast 才行哩！所以啦，如上面的例子来看，假设 PC1 要传输 100MB
而 PC3 要传输 10MB 时，他们是可以同时进行传输的，只是在网络媒体的使用上面，就会不断的进行物理广播，PC1
与 PC3 两个抢来抢去的，持续的将一个一个 packet 发送出去！这个时候网络媒体就很忙啦！</li>
</ul>
　
<ul>
<li>持续上面的例子，那么 PC1 与 PC3
可不可能『刚好』同时发出物理广播讯息呢？！当然可能啦！在一个很繁忙的共享网络媒体当中，由于可能使用者众多，加上使用者可能正在大量的传送档案数据，
这个时候就容易发生同时发送物理广播信息的问题了！当发生在同一个网络媒体上面有两部主机以上同时发送物理广播的讯息时，两部主机该次的物理广播讯息就会
无效，两部主机将不会进行数据的传送。不过也不需要太担心这样的情况，因为两部主机均会等待一段时间之后才再次进行物理广播的动作！而在等待的时间上面，
是『<font color="#000066">在一段时间里面随机取一个时间点</font>』来再次进行物理广播，(<i><font color="#000066">例如在千分之一秒的时间内，两部主机均随机取一个时间点，一部主机可能刚好选五千分之一秒，另一部选三千分之一秒，这样就避过再次同时发出物理广播讯息的问题</font>。</i>
)由于是随机取样的，因此应该不太容易再造成同时进行物理广播的现象。万一真的不幸又同时物理广播，那么又会等待下一次....依序下去，好像超过
16 次以后，如果还真的很不幸(因为机率真的太低了)再次同时进行物理广播，那么就抱歉啦！您的网络媒体将瘫痪掉！不过也别担心，重新
reset ( 整个网络给他关机再开机 ) 就好啦！ ^_^""</li>
</ul>
　
<ul>
<li>
<a name="Networklayer_physical_collision"></a>由上面的情况来看，网络媒体上面似乎在某一个时间点时只会有一个封包在进行传送喔，那么有没有可能发生一个网络共享媒体上面同时发送封包的状况呢？当然有啦！现在您假设
PC1 到 PC5 的距离是很远(假设 50 m 好了)，那么当 PC1 与 PC5 发送出物理广播，提醒大家说要传送信息的时候，由于
PC1 与 PC5 的距离太远了，因此响应的时间比较长，那么这个时候可能就会造成主机的误判，认为当时媒体上面没有任何的机器在传送数据，所以就造成
PC1 与 PC5 同时传送出数据在媒体上面，这个时候就会发生所谓的『<b><font color="#000066">封包碰撞
( collision )</font></b>』的情况了！因为网络媒体上面单一时间内仅能允许一个机器使用的嘛！所以封包碰撞就会造成该封包的损毁现象呢！比较麻烦啦！因为封包损毁了，所以
PC1 与 PC5 又得再次将该次的 packet 重新发送一次，又得要物理广播.....而为了避免<font color="#000066">封包碰撞</font>的问题，所以目前网络上面都会使用一种称为
<font color="#000066">CSMA/CD
( Carire Sense Multiple-Access / Collision Detect )</font> 的技术来避免因封包碰撞造成数据损毁的问题！不过，由于选择的媒体不同，所以还是很有可能会造成碰撞的啦！</li>

<br>&nbsp;</ul>
上面提到的几个说明点，全部都是针对硬件的设计，您当然不需要知道硬件是怎么设计的，但是最好还是需要知道上述的这些原理，以后才会知道如果出了问题，要如何去解决！
<br>　
<br>在谈完了网络共享媒体之后，再来谈一谈目前最常见的网络配备，那就是以太网络的网络卡
( Ethernet ) 。目前我们在计算机主机后面看到的类似电话线接头，但是比较大一点的，里头具有八条线的插槽，那就是以太网络卡。这个网络卡最大的特色是他具有一个焊死在上面的地址
( 某些 Notebook 上面 PCMCIA 的网络卡是可调的 ) ，那就是 <font color="#000066">Media