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認識 TCP/IP

 「TCP/IP」是 Transmission Control Protocol (TCP) 和 Internet Protocol (IP) 的簡稱,為網路上的一種通訊協定,是上網時大家都遵循的一些規則。有了這些規則,即使是不同的電腦設備與作業環境,都可以透過這些通訊協定來互通訊息。同時也是因為這些規則,Internet 才可能有這麼多應用 ( WWW、E-Mail、FTP、Telnet 等 )。TCP/IP 是一個開放的標準,任何人均可自由的下載和 TCP/IP 相關的技術標準和文件;同時 TCP/IP 也鼓勵使用者評論這些標準,一同來幫忙改善網路的執行效率。


 誰來定技術標準呢?IAB (Internet Activities Board) 提供網際網路的發展方向和訂定技術標準。IAB 下設有兩個單位:Internet Engineering Task Force (IETF) 和 Internet Research Task Force (IRTF)。Internet Engineering Task Force (IETF) 專責於技術標準之制定;Internet Research Task Force (IRTF) 則努力於研究 Internet 上的未來方向。

  TCP/IP 通訊協定所使用的文件、技術以及通訊協定標準(任何 Internet 上的技術),都會經過實驗性推薦使用評論修訂標準化,四個步驟來形成,而這些步驟皆是經由 Internet RFC (Requests For Comments) 來實行。RFC 提供了一個實驗性的環境,將新的技術、文件、通訊協定推薦出來,再經過各種專家的評論調節之後,發表出標準化的技術、文件及通訊協定。

 TCP/IP 通訊協定的標準文件目前都放在 RFC 當中,可以透過檔案傳輸方式來取得,主機名稱為是:NIC.DDN.MIL,輸入使用者名稱:guest,密碼:anonymous 即可進入。RFC 文件都是以數字來編號,所以必須先知道 RFC 文件編號才可以取得想要的文件。像一篇 TCP/IP 的手冊,其編號是 RFC 1180("TCP/IP Tutorial" by T.J. Socolofsky and C.J. Kale)可下載來看看。

TCP/IP 的階層架構

 TCP/IP 的階層架構最上層稱為「應用層」,它提供各種網路應用程式(如 WWW、FTP、E-Mail 等);最底層則是「實體層」,它提供實際網路線(如乙太網路、光纖電纜等)上的傳輸服務。參見下圖。



 當我們使用 Internet 上的應用程式時(如用瀏覽器觀看網頁),訊息產生後,會從最上層,經過一層層的通訊協定,送到最底層,然後經由網路線傳送出去;當對方收到後,則反向操作,依次往上通過一層一層協定,最後由最上層的應用程式來解釋訊息。像瀏覽網頁這樣簡易的事,整個傳輸過程卻是靠複雜的 TCP/IP 通訊協定才完成的。更詳盡的 TCP/IP 知識請參考 TCP/IP 協定堆疊

什麼是 IP 位址?

 每一台連上 Internet 的電腦都有一個獨一無二的位址,以方便彼此區分與辨識,這樣資料才不會送錯,這個位址就是 IP 位址 (IP Address)。目前 IP 位址的長度為 32 位元,通常以四組數字來表達 (xxx.xxx.xxx.xxx),每組數字就是 8 位元長度。但電腦只認識【0】與【1】,所以每組有 2 的 8 次方 256 個位址,因為在標示上採用 10 進位法,所以每組數字介於 0 跟 255 之間(參見 Internet Protocol ,RFC 791

 例如,【140.111.2.195】就是一個 IP 位址,它分成【140】、【111】、【2】、【195】四組數字,中間以【.】點來分隔。IP 位址區分為 A、B、C 三級, D 級目前為實驗性多點投射 (multicast) 位址,E 級則保留作為未來發展之用。A 級網路只定義第一個數字,例如 140.0.0.0,後面則讓 A 級網路自行再分配,B 級網路則是前兩位數字,如 140.96.0.0,後面則讓 B 級網路自行再分配,C 級網路則是前三位數字(請參考 IP 位址分級及其他)。

認識網域名稱

  IP 位址有時候實在很難記住,所以有人想出了用英文字來代表數字的方法,因而有了網域名稱 (Domain Name)。但是如何確保 IP 位址與網域名稱的單一性呢?為了保持 IP 位址的單一性與統一管理,所有的 IP 位址都由 Internet Assigned Numbers Authority (IANA) 來分配與管理,而網域名稱則由 Internet Network Information Center (InterNIC)來掌管,不同的國家與區域均有不同的 NIC 來管理網域名稱,如亞太地區有 APNIC (Asia-Pacific Network Information Center),而在台灣則由 TWNIC 來負責。網域名稱由右唸至左,表現方式如下:

  • Domain names:在最左邊,為最上層網域名稱 (top-level domain name,TLD),可分為 Generic DomainsCountry Code

    • Generic Domains:區分如下

      名稱

      單位類別

      net

      網路管理機構或 ISP,如:Hinet、Acernet

      edu

      學術研究單位,如台大,交大等

      com

      公司行號,如 IBM 公司,微軟公司

      org

      財團法人等非官方組織,如基金會

      int

      國際性的組織

      gov

      政府官方單位,如教育部、行政部

      mil

      軍事單位,例如美國國防部

      firm

      公司

      store

      銷售商

      web

      全球資訊網有關事業

      arts

      與文化或娛樂事業相關的活動

      rec

      與休閒和娛樂事業相關的活動

      info

      資訊服務業者

      nom

      個人網址

    • Country Code Domains (國碼):除了美國之外,每個國家都要加上國碼,例如:

      tw

      台灣

      ca

      加拿大

      jp

      日本

      au

      澳洲

      hk

      香港

      fr

      法國

  • First level subdomain name:表明身分,就是該公司或組織的全名或縮寫,如:

    NTU.........National Taiwan University 台灣大學
    NCTU.......National Chiao-Tung University 交通大學
    IBM..........IBM公司
    Microsoft....微軟公司

  • Additional level subdomain names (optional):該公司或組織中某一個單位,如:

    ee.ntu.edu.tw..........台灣大學電機系
    ccl.itri.org.tw..........工研院中的電通所

  • Machine names:表明這台機器是什麼伺服器 (server) ,用來當 WWW 服務機器,還是用來做 FTP,均可由此看出,不過它的名稱沒有一定的限制,WWW 也可稱為 W3,或是任何其他名稱。

 1984 年網域名稱系統 (Domain Name System,DNS) 正式出爐,廣泛地運用在網際網路上。DNS 伺服器負責網域名稱與 IP 位址的轉換工作,也就是當我們輸入網域名稱之後,透過 DNS 伺服器即可找到相對應的 IP 位址,這就是為什麼當我們可以輸入 www.acer.net 可以代表 203.66.109.2,用 www.hinet.net 可以代表 168.95.192.1 的原因了。所以在設定撥號網路時,如果沒有正確設定好 DNS 伺服器位址,就可能發生無法連上任何網站的情形,因為你在瀏覽器中輸入的是網址,但電腦找不到 DNS 伺服器去轉換成 IP 位址;不過如果你輸入的是 IP 位址,就不會有任何問題。

 利用 DNS 的基本功能,即使不知道 IP 位址,也可很快的猜出要找的對象名稱,如要上台大的網站,就是 www.ntu.edu.tw,要找微軟公司的資料就到 www.microsoft.com;而台灣微軟就再加上 tw 國碼,成為 www.microsoft.com.tw。而 ftp.nctu.edu.tw 則是交通大學的 FTP 伺服器了。同樣的,Acernet 的 WWW 伺服器就叫做 www.acer.net,而 AcerNet 的 E-mail 伺服器就叫做 email.acer.net 了。很容易吧?

 雖然網域名稱使用已多年,但是面對 IP 位址有限,或是有人先行註冊等管理上的問題,最近更因為收費問題,使得 NIC 在管理上面臨很大的挑戰,您可參考「網域名稱系統紛爭不斷」、「申請網域名稱仍以一公司一 Domain Name 為原則」。而握有台灣網域名稱政策大權的 TWNIC 則受到很大的質疑。若您要申請 .com.tw, .org.tw, 及 .net.tw 等網域名稱,請至 Domain Name 註冊系統看看。另外如果您需要更進一步了解 DNS,交通大學領域名稱伺服系統網頁有很詳盡的說明。

新一代的 IP 位址

 目前所使用的 32 位元的 IP 源於 80 年代早期,其位址介於 0.0.0.0 到 255.255.255.255 之間,有限的位址顯然不敷全世界的網際網路所使用。所以在 1995 年時,有人開始提出 128 位元的 IP version 6 (IPv6),也有人稱之為 IPng ( Next Generation Internet Protocol ),希望能增加更多的 IP 位址,同時也能進一步提高網路的傳輸品質與安全性。IPv6 ( RFC 1883 )相當複雜,請參考以下連結:


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