由於個人電腦的普及及功能的提昇,使用者已可完成大部分工作,但站在資源分享的立場看,提供一個區域網路將許多電腦(包含個人電腦)連接起來,使得彼此之間可以共享彼此的資源(包含硬體及軟體)是必要的。網路的流行帶來人類新的文化革命,本章中將介紹網際網路、網路軟體及及全球資訊網等網路觀念。
本章將分為三部分:
網際網路-Internet是指「互相連接在一起的網路」,也就是說是由許多網路互相連結而成的,可隨時擴充網路而不是一開始就已建構好的網路。也可指一個分佈於世界各地的網路連接起來的一個超大型網路。
兩台或兩台以上的電腦透過網路卡經由傳輸媒介(雙絞線、同軸電纜、光纖)連接在一起而能達到資料互傳,資源互享的功能稱為電腦網路。因此只要兩台電腦就可形成一個網路。通常電腦網路依其所連接的電腦數目和所涵蓋的地理範圍大小可以分為:
Internet 將全球大部分的廣域網路、大都會網路及區域網路整合在一起,因此可說是一個超級廣域網路。
常見的網路架構有三種:
區域網路最脆弱的地方是在傳輸線路,線路斷裂往往造成網路癱瘓,因此現階段的網路架構設計大都採用集線器(Hub)或中樞器(Concentrator),如圖 4-4 所示。在此架構下,每部工作站都有一條專屬的傳輸線與集線器或中樞器連接,此傳輸線可為同軸電纜、雙絞線、或光纖。若是傳輸線中斷則只會造成該工作站的隔離,網路的其它部份仍然可以正常運作。而集線器或中樞器可以很容易地監控每一部工作站的傳輸狀態,這些資料可以收集在集線器或中樞器的資料庫內,對網路管理者是很重要的資訊。
電腦網路需要有一套網路作業系統(Network Operating System, 簡稱 NOS), 負責管理網路上的硬體資源(如電腦本身、印表機等)和軟體資源(如應用程式、檔案、資料等), 使得電腦網路網路能發揮整體的功能。在早期的DOS作業系統時代,網路的設定並不是很容易的,常因主記憶體空間不夠而產生問題。但是後來的作業系統如Windows 95、Windows NT、及OS/2 等等,都把 網路通訊軟體直接內建為其基本功能。
通常一台電腦若想要送資料給遠端的另一台電腦 時,需要另一台電腦所在的位置。在傳送時若網路上有二台以上的電腦傳送資料, 則送出的資料就會互相干擾,因此需要有管理方法來控制資料的傳送。 資料傳送時可能到達目的地,也可能因為網路過於擁擠或其 它原因而送丟了,即使到達目的地時資料傳送錯誤,因此需要判斷資料是否正確送達。 當資料送達時對方可能因為有不同的作業系統,檔案儲 存的格式而無法了解所收到的資料的訊息,因此需要制定不因作業系統及檔案儲存的格式不同 而能溝通資料內容。另外若是傳輸過程太擁擠,是否有其它的網路路徑的選擇方式等也需要制定溝通規則。 通訊協定是大家認同的溝通規則。
國際標準組織(International Standard Organiza tion,簡稱ISO)所公佈的開放系統連接模式(Open System Interconnec tion,簡稱OSI),利用分層的觀念將通訊軟硬體的結構按照不同功能為七層 如圖4-5,每一層都有一個或一個以上的通訊協定標準,用來完成網路傳輸 所需功能之一。通常下二層都是以硬體的方式實作在網路卡中,而上五層 的工作則是以軟體的方式來完成。
TCP (Transport Control Protocol)和 IP (Internet Protocol) 分別是傳輸層和網路層最流行用的通訊協定標準之一, 被統稱為TCP/IP 協定,。相對於 OSI 的七層協定, 為了簡化系統設計,TCP/IP 將 OSI 中的兩層或三層合併為一層,將協定簡化為四層, 如圖 4-6 。
圖 4-6
RFC 是 Request For Comment的縮寫,所有關於 TCP/IP 協定和網際網路的規格、 協定內容、會議記錄、發展歷史等資料都可經由RFC 編號找出其相對的文件, 例如經由RFC 791 就可以了解 IP 協定的主要內容, 而 TCP 的內容則在 RFC 793 中被描述,也可經由其它 RFC 得知 TCP 協定 制定過程和其間所召開的會議的討論內容和記錄。在 協定的制定過程中,可能會因為需要而修改 RFC 的內容。如 果發現不同的 RFC 文件討論的是相同的主題時,應以 編號較高為依據,因為較高編號表示它是最近制定的最新規格。
通常電腦要上網際網路有二種方式:
第一種上網際網路的方式通常是學校的學生或在公家機關、研究單位工作的人使用。 一般上網際網路則要使用第二種方式。
凡是能提供類似終端機伺服器功能的人,我們可以稱它為網際網路服務提供者(Internet Service Provider,簡稱ISP),目前台灣有三大公營ISP,分別為:
其中 TANet 實際上是由教育部電算中心、台大、中央、交大、清大、成大等各大學的校園網路連接而成。TAWNet、HiNet、SEEDNet 這三大網路交織而成台灣本地的網際網路環境,這三大網路間也是互連的,主要是透過數據專線(T1或T3)來相互連接,如圖 1-7。T1 的傳輸速率為 1.544Mbps ,為28800bps Modem 的 53.6倍。T3 的傳輸速率為 44.7Mbps,為T1 的 30倍。TANet 發展最早,使用人口多,規模也最大,TANet 的主要服務對象為全國各級學校以及研究機構。SEEDNet 與 HiNet較晚推出,供一般公司行號或私人機構連上網際網路。要透過 SEEDNet 與 HiNet連上網際網路,需要先向其申請帳號(Account)。HiNet 與 SEEDNet 較著重在工商業的應用,TANet 則著重在學術界的交流,稍早只有 TANet 與 HiNet 透過海底電纜和美國的網際網路相連,前陣子海底電纜連續兩次斷線造成許多用戶的不便。SEEDNet 必需透過 HiNet 才能對外進行通訊,最近SEEDNet也自己拉了一條通往國外的高速數據專線。
網際網路在網路層用的是 IP 通訊協定,網路層的主要工作就是找到資料要 送達的機器的所在位置,IP 通訊協定的作法是給網路上的每一部 機器一個 IP位址(Internet Protocol Address),IP 位址相當於 每一部電腦主機地址,類似房子的住址,而每一部與網際網路連線的電腦, 也需要一個地址與其它的主機區別。
IP 位址是由四個0~255間的數字所組成(每個數值用8 bits 表示,共用32bits 來表示一個 IP 位址),各個數字間以句點區隔,例如 192.192.6.114,這是一部位於花蓮師範學院的工作站的 IP 位址。
IP 位址包含網路代碼(Network ID)與主機代碼(Host ID)。 因為網際網路連接的是一個個區域網路,網路代碼是將每個網路編號, IP 協定在尋找某一部主機時,先透過網路代碼找出主機所位於的區域網路, 然後根據主機代碼找到主機。例如192.192.6.114的網路代碼是 192.192.6, 而另一台位於清華數學系 IP 位址為 140.114.32.181 的主機,其網路代碼為 140.114。位於清大的電腦它的位址都是以 140.114 開頭,事實上 140.114 也正是清大校園網路的網路代碼。
清大的校園網路可容納 65534(-2) 部主機,減 2 的 原因是主機代碼 0.0 和 255.255 是用於廣播(broadcast)位址, 不能代表一般的主機。而以192.192.6 所能容納的主機數是 254 部,同樣的主機代碼0和255是用於廣播(broadcast)的位址。
IP位址的格式被分為五大類,分別稱為 Class A、B、C、D、E。 其中 A、B 與 C為常用的主要格式。
a 的值並未含蓋 1 到 255 所有的值。 127 被定為 lookback 位址,用來做內部測試用,當使用此一位址來傳送資料時,網路卡不會將資料送到 網路上,而是返回給本身的通訊協定程式,因此可用測試網路卡和通訊協定程式是 否安裝正確。而 224 到 255 是保留給其它一些特殊的通訊協定所用。 在台灣只要看到非 140 開頭的 IP 位址如 192 ,則網路屬於 Class C,在這網路內最多可有 254 個主機,且整個網際網路最多可以有2097151 個這種小的區域網路。
子網路遮罩是一個 32 位元的值,可用來製造網路內的子網路,使得 IP 能以更有效率的方式找到主機。如 IP 協定要找到某一台主機,一 定要先看它位在那一個網路裡,也就是要先看它的網路代碼是多少, 然後找到這個網路。對於一個類別 B 的網路來講, 例如清大的校園網路的網路代碼是 140.114,它所擁有的主機數多達65534 個,若能將這 65534 個 IP 位址再細分出一個個的子網路,則要找到主機就較容易了, 子網路遮罩就是用來讓我們 規劃網路內的子網路。例如在清大校園網路中子網路遮罩被設成 255.255.255.0 ,因此清大校園網路又變成了由許多的子網路所組成,只要將子網路遮罩和主機的 IP 位址做邏輯和 (and) 的運算,我們就可找出子網路代碼。例如男生宿舍鴻齋被設 成一個子網路,子網路代碼為140.114.202 ,而 140.114.87 為資訊系所屬的子網路 代碼。
若是要讓使用者牢記每部主機的 IP 那會是件很困難的事, 若是有時網路的伺服器會因故更換 IP 位址,原先所記憶的 IP 位址便不能再用。 因此為幫助記憶與管理,希望用一組有意義的英文縮寫來代表 IP 位址, 這英文名稱就是所謂的主機全名。
主機全名由主機名稱(host name)和網域名稱(domain name)所組合而成。 例如有一部機器的主機全名為chchang.nhltc.edu,其中的 chchang 就是主機名稱, 而nhltc.edu.tw 則為網域名稱。網域名稱(domain name)只是網路管理者為了方便管理,而將其所管理的網路加以劃分成數個區域, 並給予階層式的命名。網域nhltc.edu.tw所代表的意思如下:
nhltc:國立花蓮師範學院
edu:教育部
tw:台灣
網域名稱的最後一項,通常代表某一個國家或地區,又稱國碼,如果沒有標示國碼, 指得是美國。表1-2為一些常看到的國碼。
在國碼之前的,則是代表該主機所屬的組織或單位類別,一般可分為八大類。 如表1-3 。
表 1-3
圖 1-10 為網域名稱系統的階層式樹狀結構。
當想要建立連線到遠端的某台機器時,要告訴電腦,遠端那台機器 的 IP 位址位址是多少。可用遠端登錄軟體 連線到遠端機器,只要打入遠端機器的 IP 位址即可。或在 Windows 98 的執行欄打入 telnet IP 位址,如要連接花蓮師院sparc2的主機,可打 telnet 192.192.6.114。 電腦即會與花蓮師院的sparc2主機(其位址為192.192.6.114)電腦建立連線。
你的電腦也會和清大資訊系 IP位址為140.114.87.5那台電腦建立連線。因此如果你知道清大那台電腦的主機全名,不記得清大那台電腦的IP位址,也沒關係。但是要知道的是,主機和主機間連線的建立,還是需透過IP位址來分辨的。因此雖然你只知道清大那台電腦的主機全名而不知道它的IP位址,但你的電腦最終還是需要知道的。透過網域名稱伺服器(Domain Name Server簡稱DNS),你的電腦可以使用主機全名查詢到網路上任一台機器的IP位址。網域名稱伺服器也是網路上的某一台電腦,只不過它提供了IP位址的查詢服務。如果你想要使用主機全名就能和遠端的電腦建立連線,那你就必需要指定一台DNS給你的電腦。也就是說你還是要告訴你的電腦那台DNS的IP位址,這樣你的電腦才知道要去那查。一般而言,每個網域上都會提供有DNS,例如清大資訊系的DNS ,其IP為140.114.87.1,清大計中的DNS其IP為140.114.64.10,我們要指定DNS給我們的電腦,通常以最靠近自己主機的伺服器為主,當然你也可以指定其它網域上廣為人知的DNS為你電腦的DNS,例如教育部的DNS為140.111.1.2,交大資工的DNS為140.113.17.5。許多應用軟體都允許使用者設定一部以上的DNS,以免因單一DNS的停止運作或當機而造成主機全名與IP位址的轉換工作無法進行。至於DNS又是如何查到IP位址,由於其運作原理較複雜,在此我們省略不提。
Unix提供nslookup的指令,讓我們查詢某機器的IP位址。
由主機全名查詢某機器的IP(正向查詢)
thccy20:~% nslookup
Default Server: sphinx.cc.nthu.edu.tw Address: 140.114.65.27
>bbs.cs.nthu.edu.tw Server: sphinx.cc.nthu.edu.tw Address: 140.114.65.27 Name: bbs.cs.nthu.edu.tw Address: 140.114.87.5 >exit |
由IP查詢某機器的主機全名(反向查詢)
>set type=ptr
> 5.87.114.140.in-addr.arpa Server: sphinx.cc.nthu.edu.tw Address: 140.114.65.27 Non-authoritative answer: 5.87.114.140.in-addr.arpa host name = bbs.cs.nthu.edu.tw Authoritative answers can be found from: cs.nthu.edu.tw inet address = 140.114.77.1 cs.nthu.edu.tw inet address = 140.114.87.1 cs20.cs.nthu.edu.tw inet address = 140.114.77.70 cs20.cs.nthu.edu.tw inet address = 140.114.87.70 |
查詢某機器的收郵機器
>set type=mx
> bbs.cs.nthu.edu.tw Server: sphinx.cc.nthu.edu.tw Address: 140.114.65.27 Non-authoritative answer: bbs.cs.nthu.edu.tw preference = 0, mail exchanger = bbs.cs.nthu.edu.tw |
查詢某domain的name server
>set type=ns
>nthu.edu.tw Server: sphinx.cc.nthu.edu.tw Address: 140.114.65.27 nthu.edu.tw nameserver = nthu.edu.tw nthu.edu.tw nameserver = sphinx.cc.nthu.edu.tw nthu.edu.tw nameserver = cs.nthu.edu.tw nthu.edu.tw inet address = 140.114.64.10 sphinx.cc.nthu.edu.tw inet address = 140.114.65.27 cs.nthu.edu.tw inet address = 140.114.77.1 cs.nthu.edu.tw inet address = 140.114.87.1
|
10.3 Internet上的資源與服務
10.3.1 client和server觀念介紹
10.3.2 遠端登入(telnet)
Telnet是TCP/IP通訊協定家族中的終端機協定,這個協定的主要用途就是將你的電腦模擬成遠端主機的終端機,因此只要你知道遠端主機的IP位址,及你有這台主機的帳號,那麼你就可以透過Telnet的應用程式,從你的電腦連線到遠端的主機,也就是說你的電腦好像已經成為遠端主機的終端機了,你可以不必坐在遠端工作站或電腦前才可工作,在任何地方或自己家裡皆可透過網路線路,login到遠端的工作站上,不但方便而且實現了處處皆可辦公的世界。
要注意的是,telnet是一個通訊協定,這個協定規範了要模擬成終端機達到遠端登錄所需具備的功能,它並不是指某個特定的應用軟體,任何被開發的應用軟體只要具備了telnet協定所規範的功能,就能成為所謂的telnet應用程式。Telnet 應用程式是學術網路上最基本且常用到的操作方法。只要你有世界各地電腦主機的帳號,你便可以使用telnet的功能進入主機內去使用它所提供的各種資源。
下面的章節,我們將為你介紹幾個常用的telnet應用程式,及教你如何操縱它們。
10.3.3 電子郵件(e-mail)
電子郵件(e-mail) 是全世界網路上最常使用到的一項服務,這種電子式的通信,加速了訊息的交換及資訊的傳遞,它提供了一個簡易快速的方法,透過連接全世界的Internet網路,將你的郵件傳送到世界各個角落。
要擁有電子郵件的服務,你必需在Internet網路的某台工作上擁有一個信箱帳號,例如清大學生在入學時,計中就會為每個人在y系列工作站上(y11~y20,domain name為oz.nthu.edu.tw) 建立一個帳號,帳號格式為:”u”+”學號” 為大學部學生帳號,”g”+”學號” 為碩士班學生帳號,”d”+”學號” 為博士班學生帳號。因此每一個人的信箱位址(E-mail address)為 帳號@oz.nthu.edu.tw
你只要告訴別人你的信箱位址,他們就可以透過Internet將電子郵件寄給你。E-mail提供了24小時快速的電子郵遞服務,即使遠在美國的朋友,也可以在一天內收到你寄給他們的電子信件。
10.3.4 高佛系統(gopher)
Gopher校園資訊服務系統主要是用來提供各學校校園之相關資訊及問題解答,除了可提供全校師生迅速且即時的資料查詢外,更可以成為校方傳達消息的便捷管道。目前全球已有超過1000給Gopher Server架設在世界各地的校園內,使用者只要能連上Internet,就可以在自己的個人電腦前面查詢全世界各大學校園內的即時資訊。
Gopher為一分散式文件傳輸處理系統,採用Client/Server架構,透過Internet,讓使用者很容易的查詢世界各地的校園資訊及資料,通常內含的功能及資料如下:
圖10-11為進入清大計中gopher的顯示畫面。
圖10-11
10.3.5 電子佈告欄(bbs)
BBS(Bullitin Board System) 即電子佈告欄系統,提供了電子佈告、電子郵件、訊息交換、問題解答、談天等功能。目前台灣的學術網路上已有許許多多的BBS站,這些站都具有中文能力,清大資工系架設的楓橋譯站,更是受到學生的歡迎。
圖10-12
10.3.6 網路新聞(news)
網路新聞(Netnews)乃是透過電腦網路,提供使用者專題討論的服務。在Netnews中,討論的話題,被分成一個個的討論群(Newgroup),每天都有數以萬計的討論文件(news)被刊載在各個討論群中,各地的News Server之間會不斷的交換文件,透過與某一台News Server之間的連線,及執行news reader的程式,你就可以在你的個人電腦前閱讀到所有的討論話題。
清大計中的News Server IP位址為140.114.63.56,domain
name為news.nthu.edu.tw,清大資工系也有News
Sever,IP為140.114.77.2,domain
name為news.cs.nthu.edu.tw。
圖10-13
FTP (File Transfer Protocol) 是Internet上檔案傳輸的通訊協定,你可以透過此協定,在兩部電腦主機間傳輸檔案。全世界目前有許多匿名(Anonymous)的FTP Server,存放了許多的共享軟體(shareware)、圖片、音樂等,供任何人擷取。所謂的匿名FTP Server是指在進入這類FTP Server時,不需要有那台機器的帳號,就可以下載(download)或上載(upload) FTP Server內公共目錄中的檔案。通常這類伺服器是以ftp或anonymous為公共帳號的。當你以ftp或anonymous為公共帳號登錄到這類伺服器時,它會要求你以個人的電子郵件地址當作你的登錄密碼。
國內目前最大的FTP站為教育部所屬交大校園網路策進會的FTP Server,IP位址為140.113.250.2,domain為nctuccca.nctu.edu.tw,清大資工系的FTP Server,IP為140.114.87.4,domain為ftp.cs.nthu.edu.tw。像NCTUCCCA這類的大站,都會定期將國外最新的軟體與資料傳回國內做更新及儲存。我們只要利用ftp的應用程式,連線到這些Server,就可以download我們所想要的資料。
10.3.8 檔案搜尋(archie)
因為Internet上有許許多多的FTP站,每個FTP站所擁有的檔案也各不相同,因此在這眾多的FTP站與檔案間,如何能很快速的找到自己想要的檔案,便是一件很重要的事。
Archie伺服器正是提供了這樣的服務。當你把你想要搜尋的檔案名稱告訴Archie Server時,它就會去網路上尋找,然後將擁有這個檔案的所有FTP站及路徑位置列出,接著你就可以到這些網站去抓你想抓的資料了。
台灣學術網路上只有中央大學及交大兩校有Archie
Server,中央大學的Archie Server,IP位址為140.115.19.24,domain
name為sparc4.ncu.edu.tw及192.83.166.12,domain
name為archie.ncu.edu.tw。交大的為140.111.1.10,domain
name為nctuccca.edu.tw。
圖10-14
10.3.9 全球資訊網(www)
WWW (World Wide Web),稱為triple W或W3,中文翻成全球資訊網。是這兩年發展最快,也最受喜愛的網路服務。
它最早是由位於瑞士日內瓦的「歐洲粒子物理實驗室」(CERN,the European Laboratory for Particle Physics)所發展,目的是要建立一套分散式的超媒體文件系統(Distributed Hypermedia Information System),好讓各個研究高能物理的團體間,能彼此互相交流研究資料。後來這套系統廣為流行,成為Internet上最受歡迎的資訊服務。
WWW的主要觀念就是利用超連結(Hyper Link)的方式,把分散在不同網路節點的各種不同資源遠(文字、影像、聲音)整合在一起,你只要執行一個瀏覽程式(Browser),便能獲得這些包羅萬象的資訊。
我們將會在後面的章節再為你分別的詳細介紹以上所描述的這些網際網路服務。