2009 Csiecamp Network Syllabus

2009 師大資工營 × 計算機網路概論

Computer Networks - Syllabus

計算機網路概論．講義 Author & Lecturer: Shao-chung, Chen 由於詳細內容會在授課時講解，因此建議

在上課之前花點時間先閱讀講義，有了基

本概念之後才不會在上課的時候一頭霧水、鴨子聽雷唷！

序言》  只要在網頁瀏覽器中輸入網址，甚至直接從「我的最愛」或是「書籤」選單點選， 畫面就會顯示出內容豐富的 Web 網頁，其中也不乏互動式極高（我們稱之為 Web 2.0）的網路社群，相信網路用戶們對於「Yahoo」、「Google」

幾個知名網路公

司都不陌生，年輕的族群甚至把經營「無名部落格」視為是一項有趣且重要的工作。  

洋在如此方便的網路環境之中，

曾經想過背後所用到的技術是什麼東西

？瀏

覽器為什麼可以從一些看不懂的程式碼中顯示出漂亮的網頁來？什麼是 TCP/IP 再舉些與日常生活息息相關的例子：現在媒體廣告雜亂無章， 紛紛促銷的無線網路有什麼不一樣的地方

可以分得出

？家裡的網路是怎麼樣連線的

？

多廠商

？

 請跟著本課程來一窺究竟吧！

Internet 網際網路的來龍去脈》  網路

個名詞的定義非常廣泛，只要兩個以上的個體之間有相互溝通的動作，便可

以稱之為一個「網路」（Network），舉凡來說「人際網路」、「交通網路」、「神 經網路」等等皆是「網路」的一種。我們在本課程中要探討的範疇在於「電腦網路」 （Computer Network）的部分，

限於電腦與電腦之間的溝通，當然我們所指的電

腦是廣義的，除了一般常用的個人電腦（PC，Personal Computer）之外，專門服務 他人的伺服器（Server）、工作站（Workstation）等等都在我們討論的範圍內。

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 然而，網路跟網際網路（Internet）又有

裡不一樣

？簡單來說，網路可以指任

何兩台電腦之間所建立的連線環境，但是網際網路則專指整個地球上相互連接的超大 型網路。  1950 年代開始，學者專業意識到在不同計算機與用戶之間建立一個通信環境是必 要的，因為人類是群居動物，需要透過工具與他人溝通，計算機提供了很好的發展， 要是能將多台計算機接上線肯定是不同凡響的發展。  1960 年代正值冷戰期間，美國國防部國防前沿研究項目署（ARPA）建立了世界 上第一個投入應用的網路作為軍事用途使用，也就是 Internet 的前身：ARPA Net。 到了 1973 年左右，ARPA Net 由軍事網路擴展為政府所用的網路，英國與 算機也在

威的計

個時候接入了 ARPA Net。

 1986 年，美國國家科學基金會（NSF）建立了大學之間的骨幹連接網路：NSF Net，用意與台灣的學術網路（TANet）一樣是提供學術研究使用。  到了 1990 年之後，整個網路逐漸向公

開放，開始有研究人員提出

HTML（HyperText Markup Language）與 HTTP（HyperText Transfer Protocol） 的技術，Web 網頁也在此刻誕生。同時，NSF Net 等網路進入商業化經營，各地的 中小型網路相互聯結的結果便成了目前的網際網路。

Web 網頁的十萬八千里長征》  相信不少人以前都看過像是「小水滴的旅程」的

類故事來敘述我們的日常用水從

何而來。  那麼我們平日在看的那麼多網頁又是從何而來，  一般常用的 Internet Explorer 或是 Firefox

知道

？

類用來看網頁的軟體我們就稱為他為

「網頁瀏覽器」（Web Browser），在啟動瀏覽器之後，程式會呼叫作業系統 （Operating System）的函式庫（Library）發出一個要求（Request），經由作業系 統與驅動程式（Driver）從網路卡（Network Adapter）送出 TCP/IP 的標準信號，接 上家中的 ADSL 數據機（ATU-R）或是光纖數據機（VTU-R），將信號轉換成在電 寫講義很辛苦∼轉錄請留下作者姓名

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話線中可以傳輸的型式，就

麼傳輸到附近的機房，再經過網路供應商

（ISP，Internet Service Provider）的設備，例如集線器（Hub）、交換器 （Switch）、路由器（Router）等等將信號傳輸到 ISP 的網路中心，再經由海底電 纜或是大型光纖網路連接到目標網站所屬的 ISP，透過上述流程之後，來到對方的網 路設備，必須經過防火牆（Firewall），入侵檢測系統（IDS，Intrusion Detection System），才能到達存在目標網站的伺服器（Server），在對方的 Server 收到我們 送出來的 Request 之後，會發出回應（Response）來確認（Acknowledgement）我 們的 Request 等到我們收到對方的 Response 之後也發出 Acknowledgement 以便建 立連線階段（Session），到此為止才正要真正開始傳輸網頁資料，傳出來的資料又 要經過那些繁複的過程才能到達我們的瀏覽器裡面，再由瀏覽器為我們解碼 （Decode）、演示（Render）出網頁所要呈現的面貌。  如此一個瀏覽網頁的小小動作就需要通過 看過的名詞與專業技術，是不是讓

麼多關卡、牽涉到

對網路的看法改觀了

麼多以前從來沒有

？上面所講的都只是在簡

單敘述建立連線的過程，其中還有更為複雜的技術，像是我們要寄信請郵差先生找到 對方的住址，那麼電腦之間要傳輸資料也要知道對方的位址（IP Address）才行，如 何找到對方的 IP 也是一門很重要的課題。

十八般武藝樣樣

全的網路》

 理所當然地，網路不只提供我們瀏覽網頁，還有許許多多的應用可以隨意發揮。

 在以前沒有網路的年代，一份資料要在兩部電腦之間傳輸，就必須透過 （在當時來說是磁帶或磁

存媒介

片），將資料複製一份到磁片中，再把磁片拿到另外一台

電腦複製出來。有了網路之後，有許許多多種方式：可以用電子郵件（EMail）把 案夾帶起來寄送出去、可以把 用 Web 網頁上傳到

案上傳到

案伺服器（FTP Server）供人下載、使

案暫存的網路空間（Online Storage），在即時通

（IM，Instant Message）軟體中傳送

案，或是使用時下流行的點對點傳輸

（P2P，Peer to Peer）軟體傳輸。  除了共享

案之外，網路還提供前所未有的方便性，在以前要透過費用昂貴的國際

電話才能找到在國外的親人，現在只要利用 VoIP（Voice on Internet Protocol）即可 透過網路與遙遠的親人對話，甚至還有視

畫面。另外也可以隨時隨地收信，不像古 寫講義很辛苦∼轉錄請留下作者姓名

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早時代寄個平信要等三∼五天，EMail 在伺服器（Server）轉送（Transfer）的時間 可能只需要三∼五秒，如此便捷的

息傳遞，只要有網路就可以輕鬆辦到！

 更重要的是，網路提供了遠端管理（Remote Control）的應用，透過網路的傳輸， 就好像親臨此處一般，在公司上班的父母可以利用視

鏡頭（Webcam）監控幼兒在

安親班的生活狀況。出外旅遊的時候也可以透過遠端登入（Remote Access）來搖控 與監測家中的防盜系統甚至關燈與  另外

寵物。

，網路備受歡迎的地方不只

些，還有近年來竄起的網路遊戲（Online

Game），不同於以往的單機遊戲只能一個人默默地與電腦裡的人物（NPC，NonPlayer Character）進行一些早已預定好的對話、戰鬥與劇情，網路遊戲提供一個平 台讓現實中認識的三五好友化身為虛擬人物一同進行遊戲，遊戲中進行的對話的隊友 大部分都是真實存在的人類，可以結伴打怪，可以交易虛擬寶物，有些遊戲甚至發展 出讓虛擬人物也可以結婚的系統。

網路用戶的反思》  建構網路用了那麼多科學技術的同時，也要考慮到社會秩序的發展，在 Internet 風

靡全球之後，「電腦犯罪」（Computer Crime）也趨於猖狂， 輕易地透過網路進行前所未有的犯罪行動：入侵他人電腦 上

存的

些電腦犯罪者可以

取資料、破壞公用伺服器

案，甚至恐怖組織也曾經結合電腦網路來進行恐怖活動！試想，當一切都

網路化之後，所有資

與掌控權限都曝露在整個網路環境之中，

透過防火牆

（Firewall）與入侵檢測系統（IDS）、入侵預防系統（IPS）都是不夠的，攻擊者的 手段日新月異，總是會想出一些意料之外的攻擊手段來瓦解系統管理團隊 （Management Information System）的防禦手段。  此外，網路在某種程度是也提升了盜版的比例，因為網路提供一個非常便利分享的 平台，於是許多盜版者習慣將擁有的版權物透過網路「分享」給他人下載、使用。當 然，分享的立意是值得鼓勵的，只是在分享的過程中也要尊重他人的智慧財產權。

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