系統整理計算機網路核心概念,涵蓋網路功能、網路/互聯網/因特網辨析、發展三階段、標準化流程、組成結構、通訊模式、交換技術、網路分類等考試重點與實務知識,適合學生複習、工程師回顧基礎。
1. 計算機網路兩大核心功能
- 連通性:讓分散設備互通有無。
- 資源共享:硬體(印表機、儲存)、軟體、數據、資訊共享。
2. 三個易混淆概念
| 術語 | 定義 | 關鍵字 |
| 網路 | 節點(電腦、集線器、交換機、路由器)+ 連結組成 | 單一網路 |
| 互聯網 | 多個網路透過路由器互連,「網路的網路」 | 互連 |
| 因特網 | 全球最大、開放、TCP/IP 協定的特定互聯網 | Internet(大寫 I)、ARPANET 前身 |
層層包含:網路 ⊂ 互聯網 ⊂ 因特網。
3. 因特網發展三階段
- ARPANET 向互聯網演進(~1983):1983 年 TCP/IP 成為 ARPANET 標準協定。
- 三級結構因特網(1980s-1990s):主幹網、地區網、校園/企業網。
- 多層 ISP 結構(1990s-至今):骨幹 ISP → 區域 ISP → 接入 ISP,商業化運營。
4. 標準化四階段(IETF 流程)
- Internet Draft(網際網路草案,非 RFC,6 月時效)。
- Proposed Standard(建議標準)。
- Draft Standard(草案標準,已廢除合併入 Proposed)。
- Internet Standard(網際網路標準,最高成熟度)。
5. 因特網組成:邊緣與核心
- 邊緣部分:端系統,用戶直接使用,進行通訊(資料/語音/視訊)與資源共享。
- 核心部分:路由器互連的網絡,提供連通性與分組交換/轉發。
6. 端系統通訊模式
- Client/Server (C/S):客戶請求服務,伺服器提供服務(Web、Email、Database)。
- Peer-to-Peer (P2P):每節點既是客戶也是伺服器(BitTorrent、IPFS、區塊鏈節點)。
7. 交換技術核心比較
| 特性 | 電路交換 | 分組交換 |
| 連接建立 | 專用電路(建立-通話-釋放) | 無需預先建立,存儲轉發 |
| 資源佔用 | 獨佔端到端頻寬,利用率低 | 統計多工,共享鏈路,高效 |
| 封裝單位 | 位元流 | 分組 = 首部(控制資訊) + 資料段 |
| 關鍵設備 | 交換機 | 路由器(路由選擇+轉發) |
| 優點 | 固定延遲、有序、可靠 | 高效、靈活、迅速、可靠 |
| 缺點 | 建立慢、獨佔資源、不靈活 | 排隊延遲、首部開銷 |
8. 網路範圍分類
- WAN (Wide Area Network):廣域網,跨城市/國家,因特網核心。
- MAN (Metropolitan Area Network):城域網,單一城市範圍,多採以太網技術。
- LAN (Local Area Network):局域網,建築物/園區內,高速、低誤碼率、私有。
- PAN (Personal Area Network):個人區域網,蓝牙、ZigBee、NFC、紅外線,範圍 ~10m。
9. 使用者分類
- 公用網路:電信營運商提供,任何人付費即用。
- 專用網路:機構自建,僅內部使用(企業內網、軍網、銀行專網)。
掌握上述基石概念,是深入學習 TCP/IP 協定族、路由協定、網路安全、雲端網路架構的前提。