Windows XP 網路通訊秘笈
產品編號:F033
定價:550元
施威銘研究室 著
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本期書摘--網路通訊的運作方式
不管使用何種作業系統, 要對網路通訊功能有更進一步的認
識, 必須對組成網路的各個元件有較深入的瞭解, 例如:各
元件是如何互相溝通、協調, 進而達到互相通訊、分享資源
的目的。由於這些元件是以一種階層式的架構組織起來, 所
以我們先來說明什麼是階層式架構。
通訊的階層式架構:郵政系統
在日常生活中, 同樣充滿了許多以階層式架構組織成的通訊
方式, 只不過我們用得太習慣而不自覺。在此我們就以寄送
傳統信件來說明階層式架構的通訊方式。
我們要寄信時, 會將寫好通信內容的信紙放入信封之中交寄
, 郵局經過分類揀信之後, 會將寄到同一區域的信件裝到郵
袋中以方便搬運, 就著就以不同的交通工具將這一大袋郵件
送達目的地。
當信件到達收件人所在地區後, 郵局會取出郵袋中的信件,
並依區域分類交給負責的郵差投遞, 郵差先生會根據信封上
的住址, 將郵件送達收件人的住所。收件人拆開信封就可閱
讀其中的信件, 如此就算完成一次訊息的傳遞。
在上述的郵件傳送過程中, 可分成 4 個基本的層級:
信紙:記錄我們所要傳達訊息的工具。當然您也可將這一層
再分成文字和信紙:訊息是以文字記錄在信紙上面。除了信
紙之外, 也可以是其它記錄訊息的物品, 像是照片、廣告目
錄、甚至是錢幣、支票。
信封:裝載信紙, 並記錄收件人和寄件人的地址。
郵袋:將許多送到同一區域的信件裝在一起。
交通工具:可以將許多袋信件一次送到目的地。
在每一層中都需要遵循其一定的規則, 以利信件的傳送, 例
如:
信紙:必須以收件人能瞭解的文字來記錄訊息, 例如:寫給
不識中文的外國友人, 就需使用英文、日文等。
信封:除了應載明收件人、收件地址、寄件地址、郵遞區號
外, 國內信件應用直式、國外信件應用橫式。限時、快遞、
掛號、國際等特殊信件, 也應特別標明。
郵袋:每個郵袋上也應標明這一袋信件的目的地, 甚至標出
這袋信件的性質 ( 平信或限時)。
交通工具:每種交通工具也各有其應遵循的規則, 例如:以
汽車運送, 當然要守交通規則; 行車路線也要選擇適當的路
線, 像是台北到桃園, 就不必先到北海岸繞一圈, 否則限時
專送可能就變平信了。
這就是一個階層式的架構, 每一層專責自己的工作, 而不需
顧慮其它層的運作內容。例如:我們寫信時只需顧慮收件人
是否看得懂, 我們不必管 (也無法管) 郵局是如何將我們的
信件打包、開郵務車的人是以時速 10 或 50 公里在開車。
但這並非表示每一層各自為政, 其實每一層是互相協調、合
作, 才能使整個系統運作順暢。每一層會使用下一層提供的
『服務』來完成整個系統的運作:信紙需要信封提供的裝載
信件的服務, 才能順利交寄;而信封則需郵袋提供的服務才
能順利上車 (上飛機);郵袋則需交通工具提供的服務才能
到達目的地。
總合來說, 這種階層式架構有個重要的優點:每一層都可視
為一個獨立的黑盒子, 只要能『以一致的方式』提供上一層
服務、使用下一層的服務, 那麼這個黑盒子的運作細節如何
變換都沒關係。例如:郵局改用鐵箱子來裝信、運信件時改
用火車來運送, 都不會對信件的傳送有什麼影響。
階層架構的另一項重點就是需逐層處理, 不可跨層。例如:
信紙不能直接丟到郵袋中, 因為沒有信封註明收件人地址,
這張信也無法正確寄出。
也許您對郵務系統的分層方式有不同的見解, 不過郵務系統
究竟該怎麼分層不是我們的重點。以上所舉的例子, 只是要
說明階層架構的概念, 以下我們就用相同的階層架構概念來
分析網路的組成。
網路通訊的階層式架構
在網路上的通訊, 所有網路相關的軟硬體, 也都是以階層式
架構組合在一起, 各自負責某一層的工作。我們可將連接網
路的電腦粗略分成如下的階層:
網路軟體:提供使用者介面、處理/儲存使用者輸入的訊息。
網路硬體:將電腦的位元資料轉換成可在傳輸媒介上傳送的
電子信號。
傳輸媒介:將電子信號傳送到另一台電腦。
同理, 每一層負責提供服務給上一層, 並使用下一層的服務
, 所以只要雙方遵循一定的規則, 就能互相合作, 實現網路
通訊的功能。
每一層所應遵循的規則, 我們稱之為協定 (protocol, 或稱
通訊協定);至於各相鄰層之間溝通的規則, 則稱為界面
(interface)。雖然每一層有各自的協定, 但各層的協定有
時是不可分割的, 就好比台灣郵務系統和美國郵務系統的運
作方式不同 (協定、界面不同), 把 2 個系統中的某一層協
定對調, 將導致 2 個系統完全無法運作。所以這些要放在
一起使用的協定就稱為協定組合 (protocol suite, 或稱為
protocol stack), 我們一般所說的 TCP/IP 協定其實就是
指 TCP/IP 協定組合。
以上分成 3 層只是粗略的分法, 其中網路硬體的部分, 先不
予深究, 下週進一步將網路軟體的部分做更詳細的分析。
-- 待續
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