鳥哥私房菜 - 第二章、簡易網路基礎架構

最近更新時間： 2004/03/16

本文資料主要針對 RedHat 9 的系統進行說明，要注意的是，RedHat 9 與 Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 是完全不同的東西！RedHat 9 在 2003 年推出，在 2004 年就不再維護了！這部份網站更新到 2005 年，也沒有再維護過！因此，建議您前往本站查詢最新版本的 Linux distribution 文章來閱讀，比較不會浪費時間。那為何還需要編輯 RedHat 9 的資料呢？鳥哥只想要做個自己曾經撰寫過的文件內容保存而已囉！ ^_^！最新文章請前往鳥站首頁查閱囉！

由前一章節『架站前的技巧分析』當中，我們已經知道網路基礎是很重要的呢！在這個章節當中，我們主要針對網路基礎來進行比較深入的談論。當然啦，光是網路基礎裡面的 OSI 七層協定，就可以寫了滿滿的一大本書了，我們的目的僅是讓大家對於網路基礎有點認識就是了！因此，在這個章節中，我試圖以較為簡單的方式介紹網路的基礎概念，這裡面包括了 IP, route, TCP, 以及類似三向交握等等的網路基礎，希望能夠讓大家早一點進入狀況喔！ ^_^

關於網路：
　　：網路是什麼
　　：網路功能
　　：網路的一般運作流程
　　：TCP/IP 與 OSI 七層協定
網路層的相關協定：
　　：傳輸單位
　　：實體層：網路媒體, 物理廣播, 封包碰撞,
　　：資料連接層： MAC, ARP, arp,
Internet Protocol, IP 概念：
　　：IP 的組成
　　：網域的概念：loopback,
　　：Netmask 的用途 (效能) 與子網路的切分
　　：IP 的種類與 IP 的取得方式
路由 ( route ) 的概念：
　　：什麼是路由 (route)
　　：觀察主機的路由
　　：一組網路設定需要的參數
封包的格式：
　　：通訊埠口與 Socket pair
　　：封包的傳送
　　：TCP, 三向交握,
　　：UDP
　　：ICMP
　　：封包過濾的防火牆概念
DNS 的基礎觀念：
基礎網路佈線模式：
　　：基本元件
　　：連線基本要求
網路媒體的選擇：
重點回顧：
課後練習：
特別感謝：
參考資料

關於網路：

『我的網路做好安全防護了嗎？

網路基礎

熟悉 Linux 操作與 Linux 基礎：還是要一再地不斷強調，如果您確定您只是想要『會使用 Linux 就好』那一類型的使用者，那麼真的不要再往下看了，因為主機後續的維護問題會很大，倒不如花個小錢，請個專家來幫您搞定即可！而如果您確定您是『想要更瞭解 Linux 的使用者，並且想要熟悉架設網站』，那麼請不要再在網路上詢問：『為何我不能使用 FTP 傳送資料到主機上？』或者是『為何我不能建立個人網頁』之類的傻問題，因為這僅僅牽涉到『檔案權限與屬性』的概念而已，而這些概念都是 Linux 基礎裡頭相當重要的功課！此外，由於遠端操控 Linux 主機時，幾乎都是使用文字界面來工作，所以，不懂 bash shell ？哈哈！那麼想要幹嘛都碼不可能！

花幾晚的時間將網路基礎看一看：這一個章節旨在引導網路新鮮人快速進入網路的世界，所以寫的比較淺顯一些些，基本上，還有一堆網路硬體與通訊協定並沒有被包含在這篇短文裡頭。如果您的求知慾已經高過本章節，那麼請自行到書局尋找適合您自己的書籍來閱讀！當然，您也可以在網際網路上面找到您所需要的資料，例如 Study Area 就是一個很好的網路基礎入門網站：http://www.study-area.org/network/network.htm，尤其是 IP 基礎那一篇：http://www.study-area.org/network/network_ipadd.htm，相當適合入門級新手參考之用！反正，無論如何，在進行伺服器架設之前，您都必須要對 Network 有一定的認知啦！

隨時掌握主機資訊：這是最麻煩的一點了！因為大家還是常常認為『我的網站這麼小，沒有人會注意的啦！』唉！說過若干次了，就是因為有這種心理存在，我們才會常常聽到『奇怪！我在早上剛安裝完畢，怎麼下午就無法以 root 的身份登入了！』請隨時注意您主機的資訊，好好的愛護他吧！

網路是什麼：

( Local Area Network, LAN, 也有翻譯成文『局網路』 )

廣域網路 ( Wide Area Network, WAN )

Internet )

Internet 僅是將所有的 LAN 與 WAN 連接在一起的一個介面

網路的功能

網路的一般運作流程：

網路是如何運作的呢

網路卡與網路線：在網路的世界裡，其實真正工作的應該就是電子訊號啦！而這些電子訊號需要藉由硬體做為媒體來傳輸，這就是最底層的網路硬體啦！我們這裡是以 ADSL 來進行說明的，當然還有所謂的光纖、無線網路等等。無論如何，要連接到 Internet 上面去，首先，就是必須要有『連接的媒體』，這個媒體在目前最常見的就是 RJ-45 接頭的網路線與網路卡啦！當然啦，每一種媒體都有其規格與負載量，所以選擇的時候就需要多加的小心囉！

支援網路媒體的作業系統：還記得我們在 Linux 基礎裡面提到的 Linux kernel 嗎？沒錯！空有硬體，但是作業系統核心不支援，那麼也是英雄無用武之地的啦！所以，有了網路媒體之後，還需要有可以跟媒體溝通的作業系統來操控硬體才行！目前主流的作業系統 Windows 與 Linux 都能夠支援一大堆的網路媒體呢！

合法的網路位址：就跟門牌一樣，如果家裡沒有門牌，那麼您的郵件包裹如何送達自己的家裡？目前 Internet 主要還是以 IPv4 這個協定的 IP 作為位址的標準，網際網路只會認得 IP 的喔！除此之外，要將資料正確無誤的送達該 IP 就需要有所謂的『路標』才行，這個資料傳輸的路標就是我們所謂的『路由, route』！

資料傳輸的方法：好了，現在硬體都沒有問題了，接著下來就是需要瞭解『我的資料是怎麼傳送出去的？！』哇！好麻煩，還要理解資料『封包』的咚咚呀！呵呵！基本上，不用擔心，目前的網路已經幫我們定義好很多協定了！所以我們只要瞭解他的一些基礎原理即可！其他的就不需要太擔心啦！！

首先，您要取得奇摩雅虎上面的資料，就必須向對方提出一個要求，不然對方怎麼知道您要的資料是什麼呢？呵呵！那麼這個要求的『封包』會先在您的系統上面被『打包』；
『打包』完成之後，當然就是要開始來傳送咯，傳送當然是藉由網路卡來傳送囉，所以資料這個時候會被送到網路卡上；
而在網路卡將打包的封包傳送出去之前，會先監聽一下在這個傳送的時間點上面，是否有其他的 PC 同時在傳送，如果沒有的話，封包才可以送出去，否則就無法傳送，需要再等下一次的監聽之後才能傳送！
好了，那麼開始傳送之後，就需要藉助於 route tables 的規則，這個 route table 就有點像是路標，我們的封包就是經過一層又一層的節點(nodes)來送達到目的地！
到達目的地之後，再來則是對方的主機將封包收下來，並經過作業系統的解開封包，得到您所要求的資料，然後在依據要求的內容來給予回應！而這個給予的回應又需要上面的這樣一個流程了！這個時候就會變成對方將資料打包->網路卡->網路傳送->....到達您的螢幕前面！

TCP/IP 與 OSI 網路七層協定：

ftp://nic.merit.edu/internet/documents/rfc/

Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP)

OSI ( Reference Model for Open System Interconnetction )

OSI 七層協定

圖一、OSI 網路七層協定
　

網路基礎：實體層、資料連接層、網路層
使用者方面：傳輸、會談、表現及應用層

表一、OSI 七層協定內每層負責的工作

OSI 七層協定的名稱	該層負責的工作
實體層	既然網路工作實際的運作者是電子訊號以及傳遞電子訊號的硬體設備，那麼所有的網路媒體就必須要理解相關的電子訊號了！當然這些硬體配備就需要進行規範，好讓所有的媒體都能夠具有理解電壓、波長、以及不同網路線規格的相關規範。所以這個層級就規範了包括各個網路媒體之定義、還有網路的連接型態，例如 ethernet 網路卡還有 RJ-45 網路線等等。當然啦，如果您有興趣想要發展網路媒體硬體的話，那麼您的硬體就需要符合這個層級的規定啦！不然做出來的硬體可就無法與其他的規格品溝通囉！
資料連接層	由於傳送資料的網路媒體是以是電子訊號進行傳送，所以我們的資料要使用這樣的訊號傳送時，就需要制訂各種網路型態的框包(Frame)了，才能確保資料可以在不同的網路媒體進行傳送的動作。所以，在這一層當中就制訂了 frame 的格式以及通過網路的方式。　事實上，每個 frame 都會具有一個 Media Access Control (MAC, 共有 6 bytes 的位址) 的位址，這個位址是來自於網路媒體，簡單的來說，就是網路卡的卡號啦！每一張網路卡在出廠的時候就已經具有一個獨特而且不會重複的卡號，那就是 MAC (一般也會稱為 Hardware Address, 硬體位址)，而 frame 要傳送的來源與目的地，就是依據這個 MAC 來進行傳送的。至於傳送過程當中的框包遺失、重新發送框包、封包的確認等等，也都是在這個層級當中被定義的吶！　在這個層級當中，有個重要的協定，那就是 Address Resolution Protocol (ARP) ，這個 ARP 協定主要就是用來對應 MAC 與 IP 的重要工作喔！後續我們會仔細的說明。
網路層	剛剛我們在上面提到的 TCP/IP 協定當中，那個 IP 就是網路層這個層級的重要內容了。網路層的主要功能就是要讓封包 (packet) 可以在不同的網路之間進行傳遞！請注意，實際上在進行電子訊號傳遞的是較底層的 MAC 與 frame ，而這個網路層的 packet 則是用來處理網路定址的。　在這個 packet 被發送之前，在發送端的電腦會為這個封包建立表頭(header)，Header 裡面的資訊包含了來源與目的端的位址，還有資料傳送的方法與流程等，以作為這個 packet 在網路或者是子網路之間進行路由 ( route )的依據。我們常常在設定的網路 IP 以及 route table 都是這一層的規定喔。
傳送層	就像我們要寄信時一樣，總是得把資料放入信封再封起來吧。這個傳送層的工作之一就是將電腦資料『打包』成為封包(packet)的狀態，以提供網路層去進行表頭的建立！在這個層級當中，同時會設定控制節點之間的資料傳遞以及錯誤檢測和修正的方法。　由於物理機制上的限制，所以在一次資料的傳遞中，通常只有數千 byte 的資料量。為了確保不論多大或者多小的資料都可以正確的到達目的地，因此資料就會在這個層級當中被打包，如果資料太大，就會被拆成數個小封包來傳送，並且同時利用一個檢測的手段來使資料正確的到達目的地。而如果資料封包有破損，也能夠進行重新發送的工作。
會談層	在這個層級當中，定義了兩個位址之間的通道連接與掛斷，也就是電腦與電腦之間的溝通模式。舉例來說， Client 為節點 A 而 Server 為節點 B，那麼當資料要在 A 與 B 之間進行傳送時，兩部電腦會先進行會談，以確認是否可以進行傳送的動作。會談的過程如下：當節點 A 要對 B 要求建立連線時，A 會先發出『連線請求』的訊息封包，該訊息上面帶有 SYN 的符號；節點 B 收到訊息之後，如果確定接受 A 的連線要求，那麼就會回應一個『確認請求』的訊息封包給 A ，該訊息上面則帶有 SYN/ACK 符號；然後節點 A 再度回應給 B 一個『確認連線』的訊息封包，帶有 ACK 的符號，這個時候就進入了資料傳送的階段了！當節點 A 資料傳送完畢之後， A 會發送一個『終止連線』的訊息封包，則在得到 B 回應的『確認終止』訊息之後，就結束了該次連線！上面即是有名的『三向交握, Three-Way Handshack』的工作原理啦！那就是在這一層裡面達成的哩！所以我們可以說，在會談層裡面可以提供穩定的可靠的連線渠道！
表現層	我們在應用程式上面所製作出來的資料格式不一定符合網路傳輸的標準編碼格式的！所以，在這個層級當中，主要的動作就是：將來自本地端應用程式的資料格式轉換(或者是重新編碼)成為網路的標準格式，然後再交給底下傳送層等的協定來進行處理。當然啦，如果是來自遠端的資料，那麼這個層級也會將網路的標準編碼轉換成為應用程式所需的格式，再交給應用程式處理。也就是說，這個層級當中定義了數據的語法以及格式，當應用程式的語法與格式不符時，還可以進行翻譯(重新編碼)的工作。
應用層	表現層的工作是將來自應用程式的資料轉成網路傳輸的標準格式，至於應用層則是完全與應用程式有關。

網路層的相關協定

傳輸單位

1byte = 8bits

(Internet Services Provide, ISP)

實體層

圖二、以 bus 串連電腦示意圖

網路媒體：

網路媒體

網路線

再次請您留意，這裡是以網路線為例，當然網路媒體還有相當多的樣式的！

共享媒體

單一時間點上面，只能有一部機器使用這個共享媒體

各電腦怎麼知道該時間點上面有沒有其他的機器在使用呢？
如果 PC1 與 PC2 要相互溝通的話，他們的訊號是怎樣傳輸的，也就是說， PC1 怎麼知道該訊號是要送到 PC2 呢？
如果同一個時間裡面有兩部電腦以上同時使用這個媒體，會產生什麼情況？

由於這個網路共享媒體在每個時間點上面僅能讓一部機器使用 ( 這個時間可能是幾千到幾萬分之一秒，很短的啦！)，因此，如果 PC 1 這部電腦想要利用這個媒體發送資料出去時，他就必須要確認當時在這個媒體上面沒有其他的機器在使用。這個時候 PC1 就會先發送一個訊息封包到這個媒體上面去，告訴這個媒體上面的所有電腦主機說『喂！我要使用這個媒體了』！而其他的 PC2 ~ PC5 在接到這樣的訊息封包後，就會暫時停頓自己的網路工作，讓 PC1 可以順利的使用網路媒體傳送資料(這個停頓也是很短的啦！您感覺不出來的 ^_^ )。PC 1 發送訊息封包的這個行為就是所謂的『物理廣播』(Physical Broadcast) 了，而這個動作也是最底層的動作吶！

知道了物理廣播 ( Physical broadcast ) 的動作之後，再來，如果 PC1 與 PC 3 同時都想要使用網路媒體呢？呵呵！這個時候，就要看是誰先傳送出廣播信息的，當然是先搶先贏！例如：當 PC1 比 PC3 早一步向網路共享媒體送出物理廣播信息，那麼 PC3 就會先停頓，直到等到 PC1 將該次工作完畢之後，才會發送物理廣播信息了。咦！您有沒有發現這個地方很奇怪啊？！既然 PC 1 已經先搶先贏，萬一 PC 1 要傳送的資料高達 100 MB ，那麼 PC 3 不是等到捉狂了？呵呵！回到剛剛我們提到的 OSI 七層協定裡面的『傳送層』的地方，裡面說到了：由於網路物理機制的關係 ( 網路線的負荷啦、所有的網路周邊啦等等的物理機器 ) ，每次進行網路傳輸時，該次的『封包大小』是有限制的！所以，如果 PC 1 的資料真的高達 100 MB 時，他也無法一次就將 100 MB 的資料打包成為一個 packet 的，網路媒體沒有辦法傳輸那麼大的封包，所以當然就得將 100 MB拆開成為數個小 packet 再一次一次的傳送出去啦！而每次的 physical broadcast 僅針對該次的 packet 發送而已，如果這個 packet 發送完，得再繼續進行一次 physical broadcast 才能夠再發送下一個 packet 喔！因此，這個 100MB 的傳送得要 PC1 在這個共享媒體上面發送多次的 physical broadcast 才行哩！所以啦，如上面的例子來看，假設 PC1 要傳輸 100MB 而 PC3 要傳輸 10MB 時，他們是可以同時進行傳輸的，只是在網路媒體的使用上面，就會不斷的進行物理廣播，PC1 與 PC3 兩個搶來搶去的，持續的將一個一個 packet 發送出去！這個時候網路媒體就很忙啦！

持續上面的例子，那麼 PC1 與 PC3 可不可能『剛好』同時發出物理廣播訊息呢？！當然可能啦！在一個很繁忙的共享網路媒體當中，由於可能使用者眾多，加上使用者可能正在大量的傳送檔案資料，這個時候就容易發生同時發送物理廣播信息的問題了！當發生在同一個網路媒體上面有兩部主機以上同時發送物理廣播的訊息時，兩部主機該次的物理廣播訊息就會無效，兩部主機將不會進行資料的傳送。不過也不需要太擔心這樣的情況，因為兩部主機均會等待一段時間之後才再次進行物理廣播的動作！而在等待的時間上面，是『在一段時間裡面隨機取一個時間點』來再次進行物理廣播，(例如在千分之一秒的時間內，兩部主機均隨機取一個時間點，一部主機可能剛好選五千分之一秒，另一部選三千分之一秒，這樣就避過再次同時發出物理廣播訊息的問題。 )由於是隨機取樣的，因此應該不太容易再造成同時進行物理廣播的現象。萬一真的不幸又同時物理廣播，那麼又會等待下一次....依序下去，好像超過 16 次以後，如果還真的很不幸(因為機率真的太低了)再次同時進行物理廣播，那麼就抱歉啦！您的網路媒體將癱瘓掉！不過也別擔心，重新 reset ( 整個網路給他關機再開機 ) 就好啦！ ^_^""

由上面的情況來看，網路媒體上面似乎在某一個時間點時只會有一個封包在進行傳送喔，那麼有沒有可能發生一個網路共享媒體上面同時發送封包的狀況呢？當然有啦！現在您假設 PC1 到 PC5 的距離是很遠(假設 50 m 好了)，那麼當 PC1 與 PC5 發送出物理廣播，提醒大家說要傳送資訊的時候，由於 PC1 與 PC5 的距離太遠了，因此回應的時間比較長，那麼這個時候可能就會造成主機的誤判，認為當時媒體上面沒有任何的機器在傳送資料，所以就造成 PC1 與 PC5 同時傳送出資料在媒體上面，這個時候就會發生所謂的『封包碰撞 ( collision )』的情況了！因為網路媒體上面單一時間內僅能允許一個機器使用的嘛！所以封包碰撞就會造成該封包的損毀現象呢！比較麻煩啦！因為封包損毀了，所以 PC1 與 PC5 又得再次將該次的 packet 重新發送一次，又得要物理廣播.....而為了避免封包碰撞的問題，所以目前網路上面都會使用一種稱為 CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple-Access / Collision Detect ) 的技術來避免因封包碰撞造成資料損毀的問題！不過，由於選擇的媒體不同，所以還是很有可能會造成碰撞的啦！

Media Access Control (MAC)

硬體位址 ( Hardware Address )

資料連接層

IP 必須要與 MAC ( 就是 Hardware address 啦 ) 對應起來才行

Address Resolution Protocol (ARP)

關於 MAC：

Hardware address

Media Access Control, MAC

aa:bb:cc:dd:ee:ff

1. 在 Linux 底下：
[root@test root]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet HWaddr 00:05:D3:43:E4:80
          inet addr:192.168.1.100 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
.....
　
2. 在 Windows 2000 底下：
C:\> ipconfig /all

Windows 2000 IP Configuration
.....
Physical Address. . . . . . . . . : 00-05-D3-43-E4-80
.....

關於 Address Resolution Protocol, ARP：

ARP table 主要記錄的是 IP 與 MAC 的對應

邏輯廣播 ( logical broadcast )

物理廣播主要是針對在同一個物理網段內的共享網路媒體之動作，邏輯廣播主要是針對網路層的軟體位址而言來進行的動作

在 PC1 首次進行資料傳輸的時候，由於 ARP table 當中沒有相關的資料 ( 因為剛剛連上網路嘛！ ) ，所以 PC 1 不知道 192.168.1.2 這個 IP 對應的是那個 MAC ，當然也就無法傳遞資料了。這個時候 PC 1 就會對『同一網域的全部電腦進行邏輯廣播( logical broadcast )』，此時 PC 1 會發送一個帶有本身的 MAC 與目標 IP (在這個例子中，也就是 192.168.1.2 ) 的邏輯廣播封包給網域內的全部電腦( 在圖二的例子中，包括 PC 2 ~ PC 5 均會收到這個邏輯廣播封包 ) ；

在 PC 2 ~ PC 5 接到這個邏輯廣播封包之後，由於這個邏輯廣播封包的要求回應是 192.168.1.2 ，因為 PC 3 ~ PC 5 並不是這個 IP 的所有人，因此就會將這個邏輯廣播封包丟棄不理。而 PC 2 收到這個邏輯廣播封包時發現該封包要求的 IP 是自己的，此時他就會發送一個回應封包 ( 該回應封包裡面就含有 PC2 自己的 MAC ) 給 PC 1 ；

PC 1 在收到這個回應封包之後，就知道了 PC2 這個 192.168.1.2 IP 對應的 MAC 了，此時 PC 1 這部主機的 ARP table 就會主動的將 IP 與 MAC 的對應給他寫入表格中啦！而既然已經知道了 IP 對應 MAC 了，因此 PC1 就可以開始將資料傳送給 PC 2 了！

未來，當 PC 1 要將資料再傳給 PC 2 時，他會先由自己本身的 ARP table 裡面去找尋是否有該主機的 IP 對應的 MAC 資訊，如果找到了 PC 2 (192.168.1.2) 對應的 MAC ，那麼 PC 1 將不會發送邏輯廣播封包，而是直接依據 ARP table 裡面的資訊來將資料直接傳送給 PC 2 的網路卡呢！也就是說：

如果 ARP table 有紀錄的話，那麼資料就會直接的傳送到該目的地去，而不會進行『邏輯廣播』；
如果 ARP table 沒有紀錄的話，那麼主機就又會對全部的同一網域內的電腦進行『邏輯廣播』。

ARP table 是動態的資訊

[root@test root]# arp [-and] hostname
[root@test root]# arp -s hostname(IP) Hardware_address
參數說明：
-a ：顯示出目前主機所有的 IP 對應 MAC 狀態
-n ：將主機名稱以 IP 的型態顯示
-d ：將 hostname 的 hardware_address 由 ARP table 當中刪除掉
-s ：設定某個 IP 或 hostname 的 MAC 到 ARP table 當中
範例：
[root@test root]# arp
Address          HWtype HWaddress           Flags Mask         Iface
localhost        ether   08:00:20:C5:89:4D   C                  eth0
[root@test root]# arp -n
Address          HWtype HWaddress           Flags Mask         Iface
192.168.1.1      ether   08:00:20:C5:89:4D   C                  eth0
[root@test root]# arp -s 192.168.1.100   01:00:2D:23:A1:0E

Internet Protocol, IP 概念

Internet Protocol, IP

IP 的組成：

IPv4

IP 主要是由 32 bits 的資料所組成的一組數據

IP 的表示式：
00000000.00000000.00000000.00000000 ==>0.0.0.0
11111111.11111111.11111111.11111111 ==>255.255.255.255

網域的概念

192.168.0.0~192.168.0.255 這個 C Class 的說明：
11000000.10101000.00000000.00000000
11000000.10101000.00000000.11111111
|----------Net_ID---------|-host--|

在同一個物理網段內，主機的 IP 具有相同的 Net_ID ，並且具有獨特的 Host_ID

註：什麼物理網段呢？舉例來說，上圖二所有的主機都是使用同一個網路媒體串在一起，這個時候這些主機在實體裝置上面其實是連線在一起的，那麼就可以稱為這些主機在同一個物理網段內了！同時並請注意，同一個物理網段之內，可以依據不同的 IP 的設定，而設定成多個『IP 網段』喔！

在同一個網段內，Net_ID 是不變的，而 Host_ID 則是不可重複，此外， Host_ID 在二進位的表示法當中，不可同時為 0 也不可同時為 1 ，例如上面的例子當中， 192.168.0.0 ( Host_ID 全部為 0 )以及 192.168.0.255 ( Host_ID 全部為 1 ) 不可用來作為網段內主機的 IP 設定，也就是說，這個網段內可用來設定主機的 IP 是由 192.168.0.1 到 192.168.0.254；
在同一個網域之內，每一部主機都可以藉由邏輯廣播 ( logical broadcast ) 取得網域內其他主機的 MAC 對應 IP；
由上面的邏輯廣播動作取得 MAC 之後(亦即 ARP 協定)，在同一個網域之內，主機的資料可以直接透過彼此的 NIC ( Network Interface Card, 網路卡 ) 進行傳送；
在同一個物理網段之內，如果兩部主機設定成不同的 IP 網段，則兩部主機無法直接以邏輯廣播進行資料的傳遞 ( 在沒有設定特殊 route 規則的情況下 )。

以二進位說明 Network 第一個數字的定義：
A Class : 0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx　==>開頭是 0
　　　　　|--net--|---------host------------|
B Class : 10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx　==>開頭是 10
　　　　　|------net-------|------host------|
C Class : 110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx　==>開頭是 110
　　　　　|-----------net-----------|-host--|
　
以十進位說明 Network 的定義：
A Class : 0.xx.xx.xx ~ 126.xx.xx.xx
B Class : 128.xx.xx.xx ~ 191.xx.xx.xx
C Class : 192.xx.xx.xx ~ 223.xx.xx.xx

內部迴圈網路 ( loopback )

Netmask 的用途 (效能) 與子網路的切分

256 X 256 X 256 - 2(HostID全為0或1) = 16777214

256/2 - 2 = 126

192.168.0.0~192.168.0.255 這個 C Class 的說明：
11000000.10101000.00000000.00000000
11000000.10101000.00000000.11111111
|----------Net_ID---------|-host--|
11111111.11111111.11111111.00000000 <== Netmask 二進位
255 . 255 . 255 . 0 <== Netmask 十進位

255.255.255.0

Netmask 表示方式：
A Class : 11111111.00000000.00000000.00000000 ==> 255. 0. 0. 0
B Class : 11111111.11111111.00000000.00000000 ==> 255.255. 0. 0
C Class : 11111111.11111111.11111111.00000000 ==> 255.255.255. 0

Netmask:   255.255.255.0   <==網域定義中，最重要的參數
Network:   192.168.0.0     <==第一個 IP
Broadcast: 192.168.0.255   <==最後一個 IP
可用的 IP 數：
192.168.0.1 ~ 192.168.0.254

Network/Netmask
192.168.0.0/255.255.255.0
192.168.0.0/24

原本的 C Class：
11000000.10101000.00000000.00000000
11000000.10101000.00000000.11111111
|----------Net_ID---------|-host--|
　
切成兩個子網路
子網路一：
11000000.10101000.00000000.00000000 <==Network
11000000.10101000.00000000.01111111 <==Broadcast
|----------Net_ID----------|-host-|
11111111.11111111.11111111.10000000 <==Netmask 二進位
255 . 255 . 255 . 128 <==Netmask 十進位
所有 IP 與網域表示式：
192.168.0.0 ~ 192.168.0.127
192.168.0.0/25 或 192.168.0.0/255.255.255.128
　
子網路二：
11000000.10101000.00000000.10000000 <==Network
11000000.10101000.00000000.11111111 <==Broadcast
|----------Net_ID----------|-host-|
11111111.11111111.11111111.10000000 <==Netmask 二進位
255 . 255 . 255 . 128 <==Netmask 十進位
所有 IP 與網域表示式：
192.168.0.128 ~ 192.168.0.255
192.168.0.128/25 或 192.168.0.128/255.255.255.128

IP 的種類與 IP 的取得方式

Public IP

Private IP

私有 IP

內部保留 IP

能夠直接而不必透過其他機制就能與 Internet 上面的主機進行溝通的，那就是 public IP；無法直接與 Internet 上面溝通的，那就是 Private IP

A Class：10.0.0.0 - 10.255.255.255
B Class：172.16.0.0 - 172.31.255.255
C Class：192.168.0.0 - 192.168.255.255

由於這三個 Class 的 IP 是預留使用的，所以

並不能直接作為 Internet 上面的連接之用

，不然的話，到處都有相同的 IP 囉！那怎麼行！網路豈不混亂？所以囉，這三個 IP 網段就只做為內部私有網域的 IP 溝通之用，也就是說，他有底下的幾個限制：

私有位址的路由資訊不能對外散播（就是內部網路咯）；
使用私有位址作為來源或目的地址的封包，不能透過 Internet 來轉送（呵呵！當然囉！不然網路會混亂）；
關於私有位址的參考紀錄(如DNS)，只能限于內部網路使用（一樣的原理啦！）

這個私有 IP 有什麼好處呢？呵呵！由於他的私有路由不能對外直接提供資訊，所以呢，

的虛擬網路將不會直接被 Internet 上面的 Cracker 所攻擊

！

但是，當然囉，

也就無法以私有 IP 來『直接上網』

囉！所以相當適合一些尚未具有 Public IP 的企業內部用來規劃其網路之設定之用！否則當

隨便指定一些可能是 Public IP 的網段來規劃

的企業內部的網路設定時，萬一哪一天真的連上 Internet 了，那麼啟不是可能會造成跟 Internet 上面的 Public IP 相同了嗎？！這可不是鬧著玩的，要將

原先規劃的 IP 網段整個重新調整過呢！哈哈！累死了！那麼萬一

又要將這些私有 IP 送上 Internet 呢？呵呵！這個簡單，設定一個簡單的防火牆加上 NAT ( Network Address Transfer ) 主機設定，

就可以透過 IP 偽裝(不要急，這個在後面也會提到！)來使

的私有 IP 的電腦也可以連上 Internet 囉(雖然不是真的直接，但是很像『直接上網』呢！)

好了，那麼除了這個預留的 IP 網段的問題之外，還有沒有什麼其他的怪東西呢？呵呵！當然是有啦！不然我幹嘛花時間來唬 XX 呢！？沒錯，還有一個奇怪的 A Class 的網域，那就是 lo 這個奇怪的網域啦 ( 注意：是小寫的 o 而不是零喔！ )這個 lo 的網路是當初被用來作為測試作業系統內部迴圈所用的一個網域！簡單的說，如果

沒有安裝網路卡在

的機器上面，但是

又希望可以測試一下在

的機器上面設定的資料到底可不可以被執行，這個時候怎麼辦，嘿嘿！就是利用這個所謂的內部迴圈網路啦！這個網段在 127.0.0.0/8 這個 A Class ，而且預設的主機 ( localhost ) 的 IP 是 127.0.0.1 呦！所以囉，當

啟動了

的 WWW 伺服器，然後在

的主機的 X-Window 上面執行 http://localhost 就可以直接看到

的主頁囉！而且不需要安裝網路卡呢！測試很方便吧！此外，

的內部使用的 mail 怎麼運送郵件呢？例如

的主機系統如何 mail 給 root 這個人呢？嘿嘿！也就是使用這一個內部迴圈啦！當要測試

的 TCP/IP 封包與狀態是否正常時，可以使用這個呦！( 所以哪一天有人問

：嘿！

的主機上面沒有網路卡，那麼

可以測試

的 WWW 伺服器設定是否正確嗎？這個時候可得回答：當然可以囉！使用 127.0.0.1 這個 Address 呀！ ^_^... )

理解了 IP 的種類之後，我們已經知道了要連上 Internet 就得要取得 Public IP 才可以，至於 private IP 則是用在內部的私有網路之用的！那麼該如何取得 Public IP 呢？目前在台灣地區有幾個可取得 Public IP 的方法：

固定制手動設定：我們可以取得固定的 Public IP ，取得的管道可以是學術網路、或者是向 ISP 註冊固定的 Public IP。不過，在使用固定的 Public IP 時，您必須要手動的在您的作業系統設定好網路參數；
浮動式撥接：除了上述的方法之外，傳統的以數據機撥接，以及目前很流行的 ADSL 撥接，都是另一個取得 Public IP 的方法，只不過由於這種撥接的方法中，取得的 IP 是由 ISP 隨機提供的，因此每次撥接到 ISP 後取得的 IP 可能都不是固定的，所以也有人稱這種取得 IP 的方式為浮動式；
纜線, Cable modem：利用單向或者是雙向 Cable 也可以向 ISP 註冊取得 Public IP；

請記得，IP 就只有 Public 與 Private IP 這兩種，而由於取得 IP 的方法不同，可能又有人喜歡宣稱浮動式、固定制、動態等等的 IP ，這很容易造成剛剛接觸網路的朋友們的困擾！所以這裡僅告訴大家記得『Public 與 Private IP』而已！您只要記得他就對了！其他的，以後自然就會理解的啦！ ^_^

路由 ( route ) 的概念

什麼是路由 ( Route )

同一個網域

圖三、簡易的路由示意圖

路由 ( route )

路由器 (Router)

Gateway / Router ：網關/路由器的功能就是在負責不同網域之間的封包轉遞 ( IP Forwarder )，由於路由器具有 IP Forwarder 的功能，並且具有管理路由的能力，所以可以將來自不同網域之間的封包進行轉遞的功能。

當 PC 01 的資料被打包之後，其封包資料上面就至少具有來源地與目的地的 IP 位址；
首先， PC 01 會先分析該封包的目的地 IP 位址是否在同一個網域當中，如果該封包是在同一個網域當中，則 PC 01 可以藉由他本身的 ARP 表以及邏輯廣播來取得目的地 IP 的 MAC ，並進一步來進行該封包的傳送；
不過在這個例子當中，因為 PC 11 並不在 PC 01 所在的網域之內，此時 PC 01 會找自己本身的路由表 ( Route table )，看看 PC 11 在不在自己的路由表之內的某個規則中，若有，則依照該規則傳送到下一個主機去(通常就是 Router 啦！)；
在我們這個例子當中，並沒有給予 PC 01 特殊的路由規則，所以 PC 01 是找不到 PC 11 所在的網域的路由規則的，此時 PC 01 將會把該封包資料直接丟給在 PC01 本身路由規則當中的『預設路由器, default gateway』主機，也就是 192.168.0.254 那部 Gateway (GW) 上面去，由於 Server A 的 192.168.0.254 介面與 PC 01 是在同一個網域之內，所以 PC 01 是可以直接與 Server A 傳送資料的 (註：也就是說， Gateway 與您的主機之間，必須要在同一個網段之內才行！)；
Server A 的 192.168.0.254 收到該封包之後，會依照 Server A 自己本身的路由表找到 192.168.1.1 這部主機的路由規則！剛好在自己的另一個介面 192.168.1.254 的同一個網段內，所以透過 IP Forwarder 的功能，將該封包由 192.168.1.254 傳送到 192.168.1.1 那部 PC 11 上面去！

圖四、路由的概念

觀察主機的路由

路由一旦設定錯誤，將會造成某些封包完全無法正確的送出去

每一部主機都有自己的路由表喔

[root@test root]# route [-n]
參數說明：
-n :將主機名稱以 IP 的方式顯示
範例：
[root@test root]# route
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0     *               255.255.255.0   U     0      0      0 eth0
127.0.0.0       *               255.0.0.0       U     0      0      0 lo
default         192.168.0.254   0.0.0.0         UG    0      0      0 eth0
　
[root@test root]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0      0 eth0
127.0.0.0       0.0.0.0         255.0.0.0       U     0      0      0 lo
0.0.0.0         192.168.0.254   0.0.0.0         UG    0      0      0 eth0

192.168.0.0 * 255.255.255.0 ...

目的地的網域

要去到這個目的地要使用哪一個網路介面

乎每一部主機都會有一個 default gateway 來幫他們負責所有非網域內的封包轉遞

簡易 Router 架設

一組網路設定需要的參數

IP；
network；
netmask；
broadcast；
gateway

IP：由 192.168.0.1~254
Network：192.168.0.0
Netmask：255.255.255.0
Broadcast：192.168.0.255
Gateway ：每個人的設定都不同，請詢問您的網路管理員！呵呵！就是您自己啦！

封包的格式

TCP ( Transmission Control Protocol )

通訊埠口與 Socket pair

通訊埠口 ( Port )

監聽 ( LISTEN )

/etc/services

21-20:FTP ( ftp-data )
22 :SSH
23 :Telnet
25 :SMTP ( e-mail )
80 :WWW
110 :POP3 ( e-mail )

小於 1023 以下的埠口要啟動時，啟動者的身份必須要是 root 才行

曾經有一個朋友問過我說：『一部主機上面這麼多服務，那我們跟這部主機進行連線時，該主機怎麼知道我們要的資料是 WWW 還是 FTP 啊？！』呵呵！這就是 port 的不同的結果啦！因為每種 Client 軟體他們所需要的資料都不相同，例如上面提到的 Netscape 以及 IE 他們所需要的資料是 WWW ，所以該軟體預設就會向主機的 80 port 索求資料；而如果您是使用 cuteftp 來進行與主機的 FTP 資料索求時， cuteftp 這個 Client 軟體當然預設就是向主機的 FTP 相關埠口 ( 預設就是 port 21 ) 進行連接的動作啦！所以當然就可以正確無誤的取得 Client 端所需要的資料了。
　
舉個例子來說，一部主機就好像是一間多功能銀行，該銀行內的每個負責不同業務的窗口就好像是通訊埠口，而我們民眾就好像是 Client 端來的封包。當您進入銀行想要繳納信用卡帳單時，一到門口服務人員就會指示您直接到該窗口去繳納，當然，如果您是要領錢，服務人員就會請您到領錢的窗口去填寫資料，您是不會跑錯的對吧！ ^_^。萬一跑錯了怎麼辦？呵呵！當然該窗口就會告訴您『我不負責這個業務，您請回去！』，呵呵！所以該次的連線就會『無法成功』咯！

Socket Pair ( 成對的承口 )

來源 IP ( Source Address )
目的 IP ( Destination Address )
來源埠口 ( Source Port )
目的埠口 ( Destination Port )

封包的傳送

信封表面的資訊部分、與信封內部的信件內容！

相對比較可靠的封包傳送方式

圖五、較可靠的封包傳送狀態
　

TCP, 三向交握,

表二、TCP 封包的 Header 資訊

Source Port(16)					Destination Port(16)
Sequence Number(32)
Acknowledgment Number(32)
Data Offset(4)	Reserved(6)	U G R	A C K	P S H	R S T	S Y N	F I N	Window(16)
Checksum(16)					Urgent Pointer(16)
Options
Data ...... Message

Source Port & Destination Port ( 來源埠口 & 目標埠口 )：來源與目標的埠口，這個容易瞭解吧！上面才剛剛提過那個埠口的觀念呢！再次的給他強調一下， Linux 的 daemon 名稱對應 Port number 是記錄在 /etc/services 裡面的喔！而且，小於 1024 以下的 Port 只有 root 身份才能啟用，至於一般 Client 發起的連線，通常是使用大於 1024 以上的埠口！

Sequence Number ( 封包序號 )：在前面的 OSI 七層協定裡面提到過，由於種種的限制，所以一次傳送的封包大小大約僅有數千 bytes ，但是我們的資料可能大於這個封包所可以允許的最大容量，所以就得要將我們的資料給他拆成數個封包來進行傳送到目的地主機的動作了。那麼對方主機怎麼知道這些封包是有關連性的呢？就得藉由這個 Sequence Number 來輔助了。當發送端要發送封包時，會為這個封包設定一個序號，然後再依據要傳送的資料長度，依序的增加序號。也就是說，我們可以使用遞增的值來替下一個封包做為他序號的設定！

Acknowledgment Number ( 回應序號 ) ：由剛剛圖五的封包傳輸過程中，我們知道在接受端接收了封包之後，會回應發送端一個回應封包，那個回應的資訊就是在這裡啦！當接收端收到 TCP 封包並且通過檢驗確認接收該封包後，就會依照原 TCP 封包的發送序號再加上資料長度以產生一個回應的序號，而附在回應給發送端的回應封包上面，這樣發送端就可以知道接收端已經正確的接收成功該 TCP 封包了！所以說， Sequence 與 Acknowledgment number 是 TCP 封包之所以可靠的保證啊！因為他可以用來檢測封包是否正確的被接受者所接收呢！

Data Offset (資料補償)：這是用來記錄表頭長度用的一個欄位。

Reserved (保留)：未使用的保留欄位。

Control Flag (控制標誌碼)：控制標誌碼在 TCP 封包的連線過程當中，是相當重要的一個標誌，先來說一說這六個控制碼，然後再來討論吧：

Urgent data ：如果 URG 為 1 時，表示這是一個緊急的封包資料，接收端應該優先處理；
Acknowledge field significant ：剛剛上面不是說到那個 Acknowledgment 嗎？當 ACK 這個 Flag 為 1 時，表示這個封包的 Acknowledge Number 是有效的，也就是我們上面提到的那個回應封包咯。
Push function ：如果 PSH 為 1 的時候，該封包連同傳送緩衝區的其它封包應立即進行傳送，而無需等待緩衝區滿了才送。接收端必須儘快將此資料交給程式處理。
Reset ：如果 RST 為 1 的時候，表示連線會被馬上結束，而無需等待終止確認手續。
Synchronize sequence number ：這就是 SYN 標誌啦！當 SYN 為 1 時，那就表示發送端要求雙方進行同步處理，也就是要求建立連線的意思，這個 SYN 是相當重要的一個 Flag 喔！
No more data fro sender (Finish) ：如果封包的 FIN 為 1 的時候，就表示傳送結束，然後雙方發出結束回應，進而正式進入 TCP 傳送的終止流程。

Window (滑動視窗)：與接收者的緩衝區大小有關的一個參數。

Checksum(確認)：當資料要由發送端送出前，會進行一個檢驗的動作，並將該動作的檢驗值標注在這個欄位上；而接收者收到這個封包之後，會再次的對封包進行驗證，並且比對原發送的 Checksum 值是否相符，如果相符就接受，若不符就會假設該封包已經損毀，進而要求對方重新發送此封包！

Urgent Pointer：指示緊急資料所在位置的欄位。

Option：當需要 client 與 Server 同步動作的程式，例如 Telnet ，那麼要處理好兩端的交互模式，就會用到這個欄位來指定資料封包的大小咯，不過，這個欄位還是比較少用的！

圖六、TCP 封包的三向交握

三向交握, Three-way handshake

UDP

User Datagram Protocol, 用戶資料流協定

圖五

表三、UDP 封包的 Header 資訊

UDP Source Port(16)					UDP Destination Port(16)
Message Length(16)					UDP checksum(16)
Data ...... Message

ICMP

Internet Control Message Protocol

表四、ICMP 的各項類別所代表的意義

類別代號	類別名稱	意義
0	Echo Reply	代表一個回應信息
3	Distination Unreachable	表示目的地不可到達
4	Source Quench	當 router 的負載過時，這個類別碼可以用來讓發送端停止繼續發送訊息
5	Redirect	用來重新導向路由路徑的資訊
8	Echo Request	請求回應訊息
11	Time Exceeded for a Datagram	當資料封包在某些路由傳送的現象中造成逾時狀態，此類別碼可告知來源該封包已被忽略的訊息
12	Parameter Problem on a Datagram	當一個 ICMP 封包重複之前的錯誤時，會回覆來源主機關於參數錯誤的訊息
13	Timestamp Request	要求對方送出時間訊息，用以計算路由時間的差異，以滿足同步性協定的要求
14	Timestamp Replay	此訊息純粹是回應 Timestamp Request 用的
15	Information Request	在 RARP 協定應用之前，此訊息是用來在開機時取得網路信息
16	Information Reply	用以回應 Infromation Request 訊息
17	Address Mask Request	這訊息是用來查詢子網路 mask 設定信息
18	Address Mask Reply	回應子網路 mask 查詢訊息的

封包過濾的防火牆概念

網路防火牆

DNS 的基礎觀念

除了上面提到的最基本的網路基礎概念之外，這裡還必須要先談一個基本的觀念，否則後續的主機名稱查詢設定挺難說明白的！好了，我們知道電腦在網路上面要找尋主機的時後，是利用 IP 來定址，而以 TCP/UDP/ICMP 等資料來進行傳送的，並且傳送的過程中還會去檢驗封包的資訊。總歸一句話，網路是靠 TCP/IP 家族來達成的，所以必須要知道 IP 之後，電腦才能夠連上網路以及傳送資料。
　
問題是，電腦網路是依據人類的需要來建立的，不過人類對於 IP 這一類的數字並不具有敏感性，即使 IP 已經被簡化為十進位了，但是人類就是對數字沒有辦法啊！怎麼辦？！沒關係，反正電腦都有主機名稱嘛！那麼我就將主機名稱與他的 IP 對應起來，未來要連接上該電腦時，只要知道該電腦的主機名稱就好了，因為 IP 已經對應到主機名稱了嘛！所以人類也容易記憶文字類的主機名稱，電腦也可以藉由對應來找到他必須要知道的 IP ，啊！真是皆大歡喜啊！
　
這個主機名稱 (Hostname) 對應 IP 的系統，就是鼎鼎有名的 Domain Name System (DNS) 咯！也就是說， DNS 這個服務的最大功能就是在進行『主機名稱與該主機的 IP 的對應』的一項協定。DNS 在網路環境當中是相當常被使用到的一項協定喔！舉個例子來說，像鳥哥我常常會連到奇摩雅虎的 WWW 網站去看最新的新聞，那麼我一定需要將奇摩雅虎的 WWW 網站的 IP 背下來嗎？！天吶，鳥哥的忘性這麼好，怎麼可能將 IP 背下來？！不過，如果是要將奇摩站的主機名稱背下來的話，那就容易的多了！不就是 http://tw.yahoo.com 嗎？！而既然電腦主機只認識 IP 而已，因此當我在瀏覽器上面輸入了『http://tw.yahoo.com』的時後，我的電腦首先就會藉由向 DNS 主機查詢 tw.yahoo.com 的 IP 後，再將查詢到的 IP 結果回應給我的瀏覽器，那麼我的瀏覽器就可以藉由該 IP 來連接上主機啦！
　
發現了嗎？我的電腦必須要向 DNS 主機查詢 Hostname 對應 IP 的資訊喔！那麼那部 DNS 主機的 IP 就必須要在我的電腦裡面設定好才行，並且必須要是輸入 IP 喔，不然我的電腦怎麼連到 DNS 主機去要求資料呢？呵呵！在 Linux 裡面，DNS 主機 IP 的設定就是在 /etc/resolv.conf 這個檔案裡面啦！
　
目前各大 ISP 都有提供他們的 DNS 主機 IP 給他們的用戶，好設定客戶自己電腦的 DNS 查詢主機，不過，如果您忘記了或者是您使用的環境中並沒有提供 DNS 主機呢？呵呵！沒有關係，那就設定中華電信那個最大的 DNS 主機吧！ IP 是 168.95.1.1 咯！要設定好 DNS 之後，未來上網瀏覽時，才能使用主機名稱喔！不然就得一定需要使用 IP 才能上網呢！DNS 是很重要的，他的原理也頂複雜的，更詳細的原理我們在後面的『DNS 伺服器架設』裡面進行更多更詳細的說明喔！這裡僅提個大綱！

網路佈線模式

網路的連線媒體

網路線、集線器或交換器( Hub 或 Switch )、網路卡

星形連線

『就是以一個 Hub 或者是 Switch 為中心，進而將所有的電腦連接起來

圖七、星形網路連線的概要

基本元件

：

在圖七裡面，有哪些基本的網路元件呢？我們先來談一談定義吧！ ^_^

Host ( 主機 )：只要是連接在網路上面的主要設備，幾乎都可以稱為主機 (HOST) 。例如伺服器 (server), 路由器 ( Router ), 網路印表機, 終端機以及工作站, 還有其他相關的連線控制器材等等，都可以被稱為是 Host 哩。

Node ( 節點 )：連接在網路上的所有非網路線部分的設備，都可以稱為節點，例如上面圖七的 PC, ISP 主機，數據機, 交換器, 等等，全部都算是 node 喔！當我們要成功的完成 client 與 Server 的連線時，那麼在這條連線上的所有 node 都必須沒有問題才行！例如交換器要能正確的工作，Server 要能提供正常的服務等等。當我們在進行網路除錯時，就是由一個一個的 Node 來著手測試的！

Client ( 用戶端 )：向伺服器發送出資料索求封包的 host 就可以稱為是 Client 了！舉例來說，當 Linux PC 3 向其他伺服器要求資料時，那麼這部電腦就是 client 啦！而當 Linux NAT 伺服器，向 ISP 大型主機要求資料時，在當時的行為他也算是 Client 喔！所以他的身份是很複雜的，不但提供 Client 服務，同時如果他向其他主機要求資料，他就成為 Client 咯！

Interface ( 網路介面 )：網路介面不一定是網路卡喔！舉例來說，當我們使用 ADSL 撥接到 ISP 後，會取得一個額外的網路介面 ( ppp0 )，該介面實際上是沒有硬體的 ( 其實是架構在網路卡上面的啦！ )，此外，如果架設一個網路卡多個 IP 的設定時 ( IP aliases )，也會在一張網路卡上面產生多個網路介面的喔！

Network adapter, Network Interface Card, NIC ( 網路卡 )：呵呵！這個指的就是實際的硬體咯！

Server ( 伺服器 )：當主機有對網路提供服務時，例如 WWW, FTP... ，那麼該 host 就可以稱為 Server 了！

Workstation ( 工作站 )：簡單的來說，只要沒有對網路提供服務的，就可以稱為工作站了！例如 Windows PC1, Windows PC2...，不過，事實上工作站對於某些環境來說，還是有差別的。例如某些提供很強大的運算能力的主機，偶而也會被稱為『工作站』，即時他仍然有提供網路服務！

連線基本要求

Linux 核心必須有支援網路卡：

鳥哥的 Linux 私房菜 -- 基礎學習篇

網路卡必須具有合法的 IP 以及正確的網路參數設定：

IP ( Internet Protocol )

軟體位址( software address )

，而由前面的基礎介紹後，我們也知道要成功的連上網路，就需要五個主要的參數才行：IP, Network, Netmask, Broadcast, Gateway，這些資料都必須要能正確的設定在您的系統上；

資料封包的傳送：

封包格式

經過節點、 Router 或 Gateway 主機：

作業系統先依據軟體給的 IP 來將資料打包成為待傳送的封包，例如 TCP 封包，上面並記錄了來源與目的的 IP 與 port；
根據封包上面的目的地 IP 資料，並經由本機上面的 route table 來取得下一個 router 的資訊( 若在同一網域內，則 router 可視為本機的網路卡 )，然後將資料送到 router 上面去；
重複 router 的行為，最後送到目的地端的 PC，而對方主機接收您的 TCP 封包！

網路媒體的選擇：

終於可以來談一談硬體的選擇部分了！網路媒體的選擇不簡單啊，因為必須要依據您的網路特色與負荷來進行選擇才好！底下談一些比較簡單的注意事項吧！

網路線的類別與等級：

應該選擇 CAT5 這個等級才好

在選擇網路線的時候，至少您的網路線等級要達到 CAT5 才行！

RJ-45 網路線的種類(平行線與跳線)：

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

當一條網路線的兩端使用同一種接頭(同時為 568A 或同時為 568B)時，則稱該網路線為平行線，而如果網路線的兩端分別是 568A 與 568B 的話，那麼就稱該網路線為『跳線！』

當電腦主機要與另一部電腦主機使用網路卡對網路卡的連接而不透過 Hub/Switch 時，那麼就需要使用跳線才行喔

網路卡的選購依據：

網路卡的選購依據當然是『

Linux 能夠支援的網路卡晶片

』為第一優先啦！要不然的話您還得自行編譯網路卡的驅動模組，很傷腦筋的。另外，目前的主流網路卡流量為『可以自動分辨 10/100 Mbps 的流量』，除此之外，如果您的主機是預計要用來架設 Server 的，並且網路流量還不小的話，那麼網路卡的好壞還是需要留意的呢！您要考慮的是：

預計大型網站的架設：如果您是想要使用您的 Linux 來幫您架設大型主機的話，例如每天即時上線人數都可達到上百人的大型網站，這個時候就得要好一點的卡啦！因為好的網路卡可以節省 CPU 的利用率，並且在系統資源的分配以及其他的網路相關資源配比方面會比較完善，不容易造成網路當機或者是死亡！所以買一塊好一點的 10/100 Mbps 的 3Com or Intel 之類的網路卡，是千萬省不得的！

一般家用或者是小流量的網站：如果您的野心沒有這麼大，而是希望可以好好的學習 Linux 而已，並且使用的是 512 Kbps 的 ADSL 撥接系統，呵呵！那麼太好的網路卡對您的幫助就沒有那樣重要啦！這個時候便宜的 200~300 塊的網路卡( 盡量買所謂的螃蟹卡 ) 就可以用得很開心啦！我目前也都是使用螃蟹卡在我的宿網上面呢！

Switch 還是 Hub ：

Hub 是一個『網路共享媒體

最基礎的不同在於 Switch 內部多了一個可以記錄插上 Switch 的主機的網路卡的 MAC 與 switch port 對應的記憶資料區( table )啦

物理廣播

如果使用的中間連結媒體是 Hub 的時候，那麼所有連接到這部 Hub 上面的主機都會接到該廣播封包；
而如果使用的連結媒體是 Switch 時，由於上面的 table 已經記錄了 MAC 對應 Port 的資料，所以該封包將會『直接』經由該 port 來送出去給目的地主機！

Switch 其實已經不是一個『共享媒體』

Hub 仍然屬於『共享媒體』的一種，然而 Switch 幾乎可以看做是『非共享媒體』了

Auto MDI/MDIX

整體流量的考量：

網路流量的限制是在『流量最小的那個裝置』所控制的

重點回顧：

OSI 七層協定為一個網路模型 ( model ) ，並非硬性規定。這七層協定可以協助軟硬體開發有一個基本的準則；
現今的網路基礎是架構在 TCP/IP 這個通訊協定上面；
資料連接層裡重要的資訊為 MAC (Media Access Control)，亦可稱為硬體位址，而 ARP Table 可以用來對應 MAC 與軟體位址 ( IP ) ；
網路的傳輸單位使用 bit 而不是 byte ；
在網路媒體方面， Hub 為共享媒體，因此可能會有封包碰撞的問題，至於 Switch 由於加入了 port 與 MAC 的對應，因此已經克服了封包碰撞的問題，也就是說，Switch 並不是共享媒體；
Physical broadcast 與 Logical broadcast 功能不並相同，物體廣播在偵測網路媒體， Logical broadcast 則主要針對網路層的軟體位址進行廣播；
IP 為 32 bits 所組成的，為了適應人類的記憶，因此轉成四組十進位的數據；
IP 主要分為 Host ID 與 Net ID 兩部份，加上 Netmask 這個參數後，可以設定『網域』的概念；
IP 只有兩種，就是 Public IP 與 Private IP ，中文應該翻譯為公共 IP 與私有(或保留) IP，私有 IP 與私有路由不可以直接連接到 Internet 上；
每一部主機都有自己的路由表，這個路由表規定了封包的傳送途徑，在路由表當中，最重要者為預設的通訊閘 ( Gateway/Router )；
一般來說，一部主機裡面的網路參數應該具備有：IP, Netmask, Network, Broadcast, Gateway 等；
目前常見的資料封包格式有 TCP/UDP/ICMP 等，TCP 為較準確的封包格式，透過多種確認手段來使封包可以準確的到達目的地，至於 UDP 則略過這些確認手續，因此傳送速度較快。
在主機的 port 當中，只有 root 可以啟用小於 1023 以下的 port ；
DNS 主要的目的在於進行 Hostname 對應 IP 的功能；
RJ-45 網路線依據接頭線路的排列，可分為平行線與跳線；

課後練習：

請簡述 OSI 網路七層協定每一層的功能；
在 ISP 提供的網路服務中，他們提到傳輸速度為 1.5M/382K ，請問這個數據的單位為何？
什麼是 MAC ( Media Access Control ) ，MAC 主要的功能是什麼？
請解釋什麼是物理廣播 ( Physical Broadcast ) ，他與邏輯廣播 ( Logical Broadcast ) 有什麼不同？
什麼是封包碰撞？為什麼會發生封包碰撞？
ARP Table 的作用為何？如何在我的 Linux 察看我的 ARP 表格？
簡略說明 Netmask 的作用與優點；
我有一組網域為： 192.168.0.0/28 ，請問這個網域的 Network, Netmask, Broadcast 各為多少？而可以使用的 IP 數量與範圍各是多少？
承上題，如果網域是 192.168.0.128/29 呢？
我要將 192.168.100.0/24 這個 C Class 的網域分為 4 個子網域，請問這四個子網域要如何表示？
如何觀察 Linux 主機上面的路由資訊 ( route table )？
TCP 封包上面的 SYN 與 ACK 標誌代表的意義為何？
什麼是三向交握？在哪一種封包格式上面才會有三向交握？

前往參考用解答

特別感謝：

本文在 2002/07 發出之後，收到相當多朋友的關心，也從而發現了自己誤會的一些基礎的網路理論，真的是感謝好朋友 Netman 兄與 ZMAN 兄的指導！這篇短文在 2003/08/03 做了相當大幅度的修訂，與原來的文章 ( 上次更新日期 2002/09 ) 已經有一定程度的差異了，希望網友們如果有時間的話，能夠再次的閱讀，以釐清一些基本概念喔！

參考資料

Study Area 之網路基礎：http://www.study-area.org/network/network.htm
Request For Comment (RFC) 技術文件：ftp://nic.merit.edu/internet/documents/rfc
Hub 與 Switch 的迷思：http://www.study-area.org/tips/hub_switch.htm
BBS 上的問答收集

修改歷史：
2002/07/18：第一次完成日期！
2002/09/26：修改了部分可能引起誤解的文章部分！
2003/08/03：重新編排版面，並且重新檢視文章內容，修訂文章！
2003/08/20：增加重點回顧與課後練習
2003/09/06：加入參考用解答
2004/03/16：修訂 N-Way 的錯誤，訂正為 Auto MDI/MDIX 的功能！