認識網路

區域網路的四項基本技術:

交換技術:
(1) 電路交換、(2) 分封交換、(3) 訊息交換。
傳輸介質:
(1) 雙絞線、(2) 基頻同軸電纜、(3) 寬頻同軸電纜、(4) 光纖。
拓樸邏輯:
(1) 匯流排拓樸(bus)(2) 環狀拓樸(ring)(3) 星狀拓樸(star)
通訊協定:
通訊協定是在做資料傳輸時所使用的共同標準,它將每一個要送出去的訊息,根據共同的格式化後,形成一連串的訊框(frame)來傳送。
(1) OSI的網路七層通訊協定:在歐洲較為流行。
(2) TCP/IPIPX/SPX是目前廣為使用的通訊協定:在美國和亞洲較為流行。

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區域網路的種類

檔案伺服器型網路(Server based):
如Novell 的NetWare。
對等式網路(Peer-to-Peer):
如NetWare的姊妹版Personal NetWare、友訊的LanSmart、智邦的LanSoft 都是這類的網路作業系統。
主從式網路(Client/Server):
如Windows NT Server。

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區域網路的頻寬

計算資料在網路間傳輸的速度是以頻寬(bandwidth)計算,如10M bit/s (Ethernet)、100M bit/s (FDDI)。

根據不同的通訊技術、佈局方法、傳輸媒介而有不同的網路架構:
乙太網路(Ethernet):
目前最普遍的網路架構,傳輸頻寬為10M bit/s;佈線簡單、擴充容易、可使用較便宜的雙絞線。其缺點是使用的傳輸協定易造成通訊時的延遲。
記號環網路(Token Ring):
這是由IBM發展出來的網路架構,所有網路工作站要使用網路資源之前,必須取得網路的使用權,我們稱為權杖(token)。管理token的是網路伺服器,因此每個工作站都必須連接到伺服器,成一種輻射狀的網路環。網路頻寬在4M bit/s16Mbit/s 不等,視傳輸介質和網路卡的不同而不同。
光纖網路(FDDI,Fiber Distributed Data Interface):
是目前高速區域網路中技術、產品、應用最為成熟的網路,頻寬可高達100M bit/s。FDDI 是一個雙環(dual ring)的架構,預留一個備份線路以防不時之需。
高速乙太網路(Fast Ethernet):
  這是由Ethernet衍生出來的技術,最高頻寬可達100M bit/s,與FDDI同樣的頻寬,但價格上卻遠低於FDDI;關鍵在於高速乙太網路使用雙絞線或同軸電纜,大大降低佈線成本。
目前有兩種標準:
(1) 完全遵循10M bit/s乙太網路的架構,只需更換網路卡即可,稱為 100 Base-T。
(2) 專為傳送多媒體資料而設計的架構,所有設備都須更新,稱為100VG

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Ethernet網路之架設

拓樸邏輯:

星狀拓樸邏輯(Star Topology):
星狀拓樸邏輯是集線器(Hub)為中心,各種設備連接在集線上。
匯流排拓樸邏輯(Bus Topology):
匯流排拓樸邏輯是將所有的設備直接連接在同軸電纜上。

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配線系統:

配線系統的規劃:
一個好的配線系統其空間設計應該易於擴充,當工作區域人員增加或工作空間重新調整時,都要能應付其需求。因此配線系統應配合建築物的型態、大小及工作特性(如辦公室、學校或工廠等),亦即配線需求是因環境而異的。
線材的選擇:
(1)同軸電纜:目前多為 10 Base-2的ThinLAN 及 10 Base-5 的ThickLAN
(2)雙絞線
1. Categiry 3:目前一般電話系統多用此等級,價錢較便宜,而目前10 Base-T 通常使用此等級的線。
2. Categiry 4:此等級多用在16Mbps Token Ring。
3. Categiry 5:目前較少人使用,但品質較好,可在將來高速網路時使用(如 100 Base-VG AnyLan,100 Base-T),故可在規劃時即參考進去。
4. 150 ohm STM:可供100Mbps或更高的頻寬(600MHz)使用。

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網路設備的有效運用

使用橋接器:
當一個網路架構的資料流量趨於飽和時,我們可運用橋接器(Bridge)來將此網路分隔為兩個碰撞區(collision domains),而將兩個伺服器放置在不同區域中;但在劃分之前應先了解那些使用者使用伺服器A,以將其劃分在碰撞區A,而使用伺服器B較多者劃分在碰撞區B;在兩個碰撞區之間用一個橋接器來阻隔不必要之資料流通。
使用網路交換器:
當使用者需共用到多台伺服器時,網路交換器是一個可行的方式,但是若沒有事先適當規劃,只是隨便將使用者分散在各個不同的區段中,便無法發揮網路交換器的功能,而達不到預期之效果。因此事先應將使用某個伺服器機率最高的使用者族群規劃在同一碰撞區中。
使用路由器:
如果網路上有許多個碰撞區,都會使用共同的伺服器,可使用路由器來隔除許多不必要之資料傳輸於主幹線上,或利用路由器內部的高速資料排來當作一個高速主幹線。但是使用路由器時,須有詳細的規劃;像是使用哪種通訊協定(如:TCP/IP、IPX、Apple Talk等)都需事先了解進一步進行規劃。若是欲藉由TCP/IP與其他網路相連結,則應事先向NIC申請IP位址,否則會造成很大的問題。
◎目前PC網路中的Novell 網路非常流行,當它只用在相同區段時,網路號碼(Network Number)只需統一使用一個即可,但是使用到路由器時則需全面考量。像AppleTalk網路中的Cable Range、Zone等亦須在網路規劃時列入考量,而像最常用的TCP/IP中IP位址的規劃及利用Subnet Mask 來切割Subnet以達到最高效率、擴充性及管理的簡易性,這些都是在整個網路設計及安排時需考量好的。

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對等式區域網路架設實務

何謂對等式區域網路:

★所謂對等式網路,是指每一台PC在網路上的地位相等,每個網路節點皆可當成大伺服器、工作或具有雙重身分,只要事先告知即可與網路上的每個節點作溝通。
☆集中式的網路如NetWare,在一個網路中只允許工作站對單一伺服主機作溝通,工作站之間無法交換資料。
★容易安裝及維護是對等式網路最大的特色。
☆對等式網路的處理速度沒有集中式網路作業系統來的好

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架設對等式區域網路系統之元件

電腦網路卡:
★內接式:依照不同的電腦匯流排架構,須搭配適用之匯流排系統(如ISA、EISA、MicroChannel、VL-Bus、PCI或是Mac使用的Nu-Bus)。
★外接式:
(1) 口袋型:利用PC之印表機列印埠傳遞網路資料。
(2) PCMCIA:利用筆記型電腦採用之PCMCIA插槽介面。
★無線式網路卡:(Jumper-less,即卡上硬體設定全由軟體來完成)。
★支援Shared-Memory:作法有點類似Shadow-RAM的原理,網路卡驅動程式會將網路卡上緩衝區之資料映至PC之介面卡專用之位址區域,以增快網路存取速度及效能。但其缺點是會佔據PC之記憶體D000開始的16KB或32KB。
★支援Programming I/O:利用PC之基底I/O位址作為網路卡之I/O管道,如此UMB就又多了16KB或32KB。
網路纜線:(以乙太網路之佈線系統為例)

乙太網路種類

使用網路纜線

網路卡對應接頭

點對點最遠距離

Thicknet(10Base5)

RG-11 同軸電纜

AUI

500m

Cheapnet(10Base2)

RG-58 A/U 同軸電纜

BNC

185m

UPT(10BaseT)

UPT 雙絞線

RJ-45

100m

Foirl(10BaseF)

Fiber Optic 光纖線

ST

2 Km

乙太網路集線器及訊號增強器(Hub & Repeater):
★在一個10BaseT 的乙太環境裡,集線器扮演一個極重要的角色,負責將各工作站伺服器作一匯集,並將各工作站送出之信號延伸至其他工作站,其原理類似一多埠之訊號增強器。
★大部分的乙太網路集線器上皆提供三種不同的接頭:UPT、BNC及AUI,通常這三種接頭可同時使用,任意搭配。
★集線器與工作站之間的連接:只需透過一般的雙絞線。
★集線器與集線器之間的連接:
  • 使用RG-58 A/U(BNC線)同軸電纜接上兩台集線器之BNC埠:最多可串接三十台集線器。
  • 使用跳線(Cross-over)後之UPT線作連接:有repeater count的限制,最多只可串接四個集線器。
網路作業系統:
★功能:負責傳遞與接路卡和纜線間往來之資料溝通,以及網路資源(如印表機、高容量硬碟、光碟機,乃至於數據機等)之分享、連接與管理。
★成員:包括網路卡驅動程式、系統核心程式(chat)與電子郵件(E-mail)系統等。

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網路拓樸及纜線佈置:

★目前較普遍的乙太網路佈線仍以雙絞線為主,網路拓樸以星狀排列。
★改良之星狀拓樸在某網路節點(PC or Cable)出問題,集線器將自動隔離該網路節點,不致因為該節點的不正常運作而影響整個網路之使用效能。
★使用品質較好的雙絞線(Category 5或Level 5),除確保資料傳送之品質,且可傳送較遠之距離外(據說是Category 3的兩倍,100m×2=200m),在未來升級成高速網路時(如100Mbps FDDI、Fast Ethernet或ATM)仍可使用,節省重新佈線之成本。
★UTP之佈線可走地毯下面或牆壁踢腳板上緣等不顯眼處較為美觀。

UTP Cable Category(EIA/TIA)Level(UL)Type(IBM)

Category

Level

Type

應用領域

1

  Voice Grade

2

3

4Mbps Token-Ring

3

  10Mbps Ethernet(有時亦可用在16Mbps Token-Ring)

4

  Recommended for 16Mbps Token-Ring

5

  Recommended for 16Mbps Token-Ring, FDDI/CDDI, Fast Ethernet
   

1

Token-Ring STP Cable(Date Grade)

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網路卡的安裝與測試

★安裝網路卡最重要的工作是要檢查電腦內其他介面卡之記憶體(Memory、I/O Address及Interrupt等)設定之分布情形,並設法將新插入網路卡之位址調開,以免影響其他介面卡之正常運作。
★可供網路卡使用的IRQ及I/O Port:
  • IRQ 5(LPT 2)或IRQ 10∼IRQ 12(保留用)
  • I/O位址:300h∼31Fh。
★欲確定網路卡位址是否會和其他介面卡相衝,可執行廠商提供之設定/測試程式來確定網路卡位址設定、卡上硬體暫存器功能、封包送收情形及網路纜線是如暢通等功能正常與否。

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網路系統的安裝及測試

完成網路作業系統的安裝後,可利用網路作業系統所提供之訊息傳遞功能(Send Message)作一簡單測試,或將伺服器某一目錄Share出來供他的工作節點連接存取,亦可將印表機分享出來供工作站作一簡單之列印測試,如此便可知道網路作業系統與網路卡之間的設定是否無誤。

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升級擴充與未來發展

  1. 支援大型網路之資源通訊協定,加強與大型網路作業系統之整合功能。
  2. 對等式網路作業系統內含於作業系統中一同出貨。
  3. 於對等式作業系統中內含工作群組軟體--如E-mail、Fax或Scheduler工作排程等利於工作組群日常工作之軟體。
  4. 支援開放規格之網路驅動程式。(如Microsoft的NDIS、Novell的ODI驅動程式。)
  5. 支援MS-Windows圖形操作介面,使網路上之資源管理更具親和力。
  6. 愈來愈多的網路廠商將會把預防/偵測病毒程式內含於網路作業系統中。

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漫談Token Ring網路架設實務

網路設計的方法

收集必須的資訊
  • 詳細的平面圖與配線資料
  • 終端使用者的連接需求
  • 企業體對網路效能的期望
  • 使用者之間如何分組
  • 網路可靠度與安全之考量
主幹與使用者的區段設計
一般而言,當網路的區段超過三個以上時,以主幹(Backbone)的方式設計網路較為合適。而使用者及主幹的區段設計,必須與業主做充份的溝通。

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邏輯設計的考量

串連式設計:三個網路區段則以二個橋接器連接。
迴路型設計:各個區段間以橋接器連接,形成一個迴路。
並聯式設計:兩個區段間以一個以上的橋接器相連。
主幹式設計:對於大型區域網路而言,通常以主幹式設計較為適合。各個網路區段都只需經過一個橋接器,便能使用主機所提供的資源,且各個網路區段間的互相連接,也都只經過兩個橋接器。

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實體設計的考量

單一主幹的設計方式:
特點:
雙主幹的設計方式
  • 各個樓層內的記號環網路,以兩個橋接器分別與兩個主幹相連,除了提昇整個網路的備援能力,網路的傳輸能量也加大。

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網路儲存面面觀

前言:

資料備份的儲存媒體不外有硬碟、磁碟、磁帶及光碟,而選擇媒體的首要考量當然是備存資料量的多寡。

儲存媒介的選擇

硬碟

選購硬碟的第一個考量要素是品質,其次就是容量
品質可依市場情報及廠商所提供有關的資料加以解讀,通常廠商又會以速度為最大的號召:平均存取時間、資料傳輸比率、磁盤轉動速度及快取緩衝區都是決定磁碟速度的因素。
能保用多久也影響其品質;一般的判斷都從平均失效時間(MTBF)著手,我們也可以藉著廠商提供的保證期長短,看出其對該產品的信心程度。

磁帶

磁帶依然是備存媒體的主流,原因在於磁帶便宜,可以保留好幾代的資料,以備不時之需。
QIC系統是工業標準,目前的容量自60MB到1GB不等,大多數廠商的作業系統及應用程式都有支援;其缺點是速度慢、容量不足,且備存的過程容易因操作不當而失敗。
4mm磁帶機(DAT)其容量速度介於8mm及QIC系統之間。DAT的特點在於能以正常播放速度的200倍實施搜尋功能。其體積只有傳統卡帶的1/3大小,單位面積內的記錄容量相當高,單捲可儲存數GB的資料;保存期限號稱10年,不過還需時間加以證明。
8mm磁帶機提供5GB單一磁帶的最高容量,經過壓縮更可高迓5GB的超高容量。有些廠商還提供自動上帶及離線拷貝的功能。
1/2吋的磁帶系統是目前業界公認最好的磁帶,記錄規格由18軌演進至36軌,密度75到742 byte/吋,單一磁帶容量高達2.4GB,而讀寫速度快也是其它規格所無法比擬的。廠商也發展出功能強大的自動上帶能力,單一磁帶機最多可24捲自動進帶,也就是自動備存57.6GB的能力。此外尚有自動化磁帶的功能,可以儲存數萬捲磁帶。

光碟

從1989年到1993年,光碟機一直維持在每片光碟650MB的容量。在1993年,廠商們宣佈了幾項突破,使得每片5.25吋光碟可以儲存1.3GB的資料。
根據業界的分析,容量的增加是透過以下三方面的改變而達成的:
目前,廠商們的主要著眼點都放在網路化的5.25吋、具多重功能或可重複寫入的光碟機市場。
類似能容納20片光碟或50GB資料量的光碟櫃,一般都是充作中型儲存裝置,用來儲存即時取用的資訊。光碟櫃不僅提供了大儲存量,同時也讓使用者能移走不常用的光碟,換上新的以提升儲存量。

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備援磁碟陣列(RAID:Redundant Array of Inexpensive Disk)

通常網路作業系統具有鏡射寫檔的功能,只是效率不好影響使用的意願。硬體的容錯則從電源到硬碟本身都有完整的設計。RAID是最被廣泛應用的科技,當然容錯並非RAID唯一的好處,RAID還具有提高儲存效率及傳輸速度等功效。RAID的等級有1∼6及第10級,可以保證不同程度的資料安全性。
不同的RAID等級