鸟哥的私房菜的网络基础篇，好久没看了，重新看了一下子网划分简单很多
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第二章、基础网络概念 1
2.1&网络是个什么玩意儿 2
2.1.1&什么是网络 2
2.1.2&计算机网络组成组件 5
2.1.3&计算机网络区域范围 6
2.1.4&计算机网络协议：&OSI&七层协定 7
2.1.5&计算机网络协议：&TCP/IP 11
2.2&TCP/IP&的链结层相关协议 12
2.2.1&广域网使用的设备 13
2.2.2&局域网络使用的设备-以太网络 14
2.2.3&以太网络的传输协议：CSMA/CD 16
2.2.4&MAC&的封装格式 18
2.2.5&MTU&最大传输单位 20
2.2.6&集线器、交换器与相关机制 21
2.3&TCP/IP&的网络层相关封包与数据 24
2.3.1&IP&封包的封装 25
2.3.2&IP&地址的组成与分级 28
2.3.3&IP&的种类与取得方式 32
2.3.4&Netmask,&子网与&CIDR&(Classless&Interdomain&Routing) 34
2.3.5&路由概念 38
2.3.6&观察主机路由：&route 41
2.3.7&IP&与&MAC：链结层的&ARP&与&RARP&协定 43
2.3.8&ICMP&协定 44
2.4&TCP/IP&的传输层相关封包与数据 45
2.4.1&可靠联机的&TCP&协议 46
2.4.2&TCP&的三向交握 51
2.4.3&非连接导向的&UDP&协议 52
2.4.4&网络防火墙与&OSI&七层协定 53
2.5&连上&Internet&前的准备事项 54
2.5.1&用&IP&上网？主机名上网？DNS&系统？ 54
2.5.2&一组可以连上&Internet&的必要网络参数 55
2.6&重点回顾： 56
2.7&本章习题 57
2.8&参考数据与延伸阅读 61
你的服务器是放在网络网络上面来提供服务的，所以，如果没有网络或者是网络不通，那么你的服务器当然是英雄无用武之地啦！&此外，服务器上面的网络服务都是用来达成某项因特网的通讯协议，以提供相对应的服务而已。所以啰，&你当然得要知道这个最基础的网络概念，否则，当服务器的服务出现问题时，你该如何解决啊？您说对吧！&这部份最重要的是&TCP/IP&与&OSI&七层协议的相关概念了，这部份难的很～难的很～&在这一章中，鸟哥以较为口语的方式来介绍这些基础网络架构，希望能带给朋友们快速了解网络是啥。&当然，想要更了解网络相关功能的话，文末的参考资料可以参考看看喔！&^_^&
2.1&网络是个什么玩意儿
全世界的人种有很多，人类使用的语言种类也多的很。那如果你想要跟外国人沟通时，除了比手划脚之外，你要如何跟对方讲话？&大概只有两种方式啰，一种是强迫他学中文，一种则是我们学他的语言，这样才能沟通啊。在目前世界上的强势语言还是属于英语系国家，&所以啰，不管是啥人种，只要学好英文，那么大家都讲英文，彼此就能够沟通了。希望不久的未来，咱们的中文能够成为强势语言啊！
这个观念延伸到网络上面也是行的通的，全世界的操作系统多的很，不是只有&Windows/Linux&而已，还有苹果计算机自己的操作系统，&Unix&like&的操作系统也非常多！那么多的操作系统&(人种)&要如何进行网络沟通&(语言)&呢？那就得要制订共同遵守的标准才行了。这个标准是由国际组织规范的，你的系统里面只要提供可以加入该标准的程序代码，&那你就能够透过这个标准与其他系统进行沟通！所以啰，网络是跨平台的，并不是只有&Linux&才这么做！因此，这部份的资料你学完后，是可以应用在所以操作系统上面的！观念都相同啊！
另外，这一个章节旨在引导网络新鲜人快速进入网络的世界，所以鸟哥写的比较浅显一些些，基本上，&还有一堆网络硬件与通讯协议并没有被包含在这篇短文里头。如果你的求知欲已经高过本章节，&那么请自行到书局寻找适合你自己的书籍来阅读！当然，你也可以在因特网上面找到你所需要的数据。&在本章最后的可以瞧一瞧吶！
2.1.1&什么是网络
我们都知道，网络就是几部计算机主机或者是网络打印机之类的接口设备，&透过网络线或者是无线网络的技术，将这些主机与设备连接起来，&使得数据可以透过网络媒体(网络线以及其他网络卡等硬件)来传输的一种方式。&请你想象一下，如果你家里面只有计算机、打印机、传真机等机器，却没有网络连接这些硬件，&那么使用上会不会很麻烦？如果将这个场景移到需要工作的办公室时，&计算机的数据无法使用网络连接到打印机来打印，那是否很伤脑筋呢？&对吧！光用想的就觉得很麻烦吧！不幸的是，这些麻烦事在&1970&年代以前，确实是存在的啊！
各自为政的『网络硬件与软件』技术发展：&Ethernet&&&Token-Ring
在&1970&年代前后，为了解决这个烦人的数据传输问题，各主要信息相关的公司都在研究各自的网络连接技术，&以使自家的产品可以在办公室的环境底下组织起来。其中比较有名的就是全录公司的&Ethernet&技术，&以及&IBM&研发的&Token-Ring&技术了。但是这些技术有个很大的问题，那就是它们彼此不认识对方的网络技术！&也就是说，万一你的办公室购买了整合&Ethernet&技术的计算机主机，但是其他的计算机却是使用&IBM&的机器时，&想要在这两者之间进行数据的沟通，在早期来说那是不可能的。
以『软件』技术将硬件整合：&ARPANET&&&TCP/IP
为了解决上述的网络硬件整合功能，所以在&1960&年代末期美国国防部就开始研究一个可以在这些不同的网络硬件上面运作的软件技术，&使得不同公司的计算机或数据可以透过这个软件来达成数据沟通。这个研究由美国国防部尖端研究企画署&(Defense&Advanced&Research&Project&Agency,&DARPA)&负责，他们将该网络系统称为&ARPANET，&这个咚咚就是目前熟知的&TCP/IP&技术的雏形了！在&1975&年左右，&ARPANET&已可以在常见的&Ethernet&与&Token-Ring&等硬件平台底下互通数据了。DARPA&在&1980&年正式推出&TCP/IP&技术后，&由于想要推展此项技术，因此与柏克莱&(Berkeley)&大学合作，将&TCP/IP&植入著名的&BSD&Unix&系统内，&由于大学乃是未来人才数据库的培养处，所以，&TCP/IP&这项技术便吸引越来越多使用者的投入，&而这种连接网络的技术也被称之为&Internet&()。
没有任何王法的因特网：&Internet&
现在我们知道&Internet&就是使用&TCP/IP&的网络连接技术所串联起来的一个网络世界，&而这个&Internet&在&1980&年代之后由于对&email&的需求以及浏览器图形接口的兴起，因此快速的蔓延在计算机世界中。&但是，&Internet&有没有人在管理啊？很不巧的是，&Internet&是一个管理相当松散的所在。&只要你能够使用任何支持&TCP/IP&技术的硬件与操作系统，并且实际连接上网络后，&你就进入&Internet&的世界了。在该世界当中，没有任何王法的保护，你的实际数据如果接上&Internet&，&在任何时刻都需要自己保护自己，免得中了『流弹』而受伤啊！
为甚么说&Internet&没有王法呢？这是因为&Internet&仅是提供一个网络的连接接口，&所以你只要连接上&Internet&后，全世界都可以任你遨游，不过也因为如此，『跨海』而来的攻击就成了简单的事件，&简单说，台湾的法律仅适用台湾地区对吧？但是计算机怪客&(cracker)&可以在国外透过&Internet&对你的主机进行攻击，&我们的法律可管不到国外地区啊！虽然可以透过很多国际管道来寻求协助，不过，还是很难协助你缉拿凶手的啊。&因此啰，在你的主机要连上&Internet&之前，请先询问自己，真的有需要连上&Internet&吗？^_^
软硬件标准制定的成功带来的影响：&IEEE&标准规范
现在我们常常听到『你要上网啊！那你要去买网络卡喔！还得要连接到&Internet&才行啊！』&这个网络卡就是市面上随处可见的一个适配卡而已，至于&Internet&则是去向&Hinet/Seed&net&或&其他网络服务提供公司&(Internet&Service&Provider,&ISP)&申请的账号密码。&问题是，是否就只有透过网络卡与&Internet&才能上网啊？呵呵！当然不是！其他不同的网络硬件与软件可多着那！&不过，最成功的却是以太网络&(Ethernet)&与&Internet&，这是为甚么呢？这两者的技术比较好吗？&当然不是！这是因为这两者都被『标准』所支持的缘故()。
以太网络最初是由全录公司&(Xerox&PARC)&所建构出来的，而后透过&DEC,&Intel&与&Xerox&合作将以太网络标准化。&再经由&IEEE&(Institute&of&Electrical&and&Electronic&Engineers&)&这个国际著名的专业组织利用一个&802&的项目制定出标准，之后有&19&家公司宣布支持&IEEE&所发布的&802.3&标准，&并且到了&1989&年国际标准化组织&ISO&(International&Organization&for&Standard)&将以太网络编入&IS88023&标准，&呵呵！这表示以太网络已经是一项公认的标准接口了，如此一来，大家都可以依据这个标准来设定与开发自己的硬件，&只要硬件符合这个标准，理论上，他就能够加入以太网络的世界，所以，购买以太网络时，&仅需要查看这个以太网络卡支持哪些标准就能够知道这个硬件的功能有哪些，&而不必知道这个以太网络卡是由哪家公司所制造的吶。
标准真的是个很重要的东西，真要感谢这些维护标准的专业组织。当有公司想要开发新的硬件时，&它可以参考标准组织所发布与维护的文件资料，透过这些文件数据后，该公司就知道要制作的硬件需要符合哪些标准，&同时也知道如何设计这些硬件，让它可以『兼容』于目前的机器，让使用者不会无所适从啊。&包括软件也有标准，早期&Linux&在开发时就是透过了解&POSIX&这个标准来设计核心的，&也使得&Linux&上面可以执行大多数的标准接口软件呢！你说，标准是否真的很重要啊！&
除了硬件之外，TCP/IP&这个&Internet&的通讯协议也是有标准的，这些标准大部分都以&RFC&(Request&For&Comments,&)&的形式发布标准文件。&透过这些文件的辅助，任何人只要会写程序语言的话，就有可能发展出自己的&TCP/IP&软件，&并且连接上&Internet&。早期的&Linux&为了要连接上&Internet&，Linux&团队就自己撰写出&TCP/IP&的程序代码，&透过的就是这些基础文件的标准依据啊！举例来说&RFC&1122&()&这个建议文件就指出一些可以联机到&Internet&的主机应该要注意的相关协议与基本需求，&让想要撰写联机程序的设计师可以有一个指引的标准方向。
2.1.2&计算机网络组成组件
接下来，让我们来谈谈那么组成计算机网络的组件有哪些呢？这些组件的定义为何啊？我们得要先知道有哪些硬件嘛！&接下来才好理解啊。在这里，我们以底下这张联机示意图来解释好了：
图&2.1-1、计算机网络联机示意图
在上图中，我们主要需要注意到的硬件有哪些呢？大致有底下这些啦：
节点&(node)：节点主要是具有网络地址&(IP)&的设备之称，&因此上面图示中的一般PC、Linux服务器、ADSL调制解调器与网络打印机等，个别都可以称为一个&node&！&那中间那个集线器&(hub)&是不是节点呢？因为他不具有&IP&，因此&hub&不是节点。
服务器主机&(server)：就网络联机的方向来说，提供数据以『响应』给用户的主机，&都可以被称为是一部服务器。举例来说，Yahoo&是个&WWW&服务器，昆山的&FTP&()&是个文件服务器等等。
工作站&(workstation)&或客户端&(client)：任何可以在计算机网络输入的设备都可以是工作站，&若以联机发起的方向来说，主动发起联机去『要求』数据的，就可以称为是客户端&(client)。举例来说，一般&PC&打开浏览器对&Yahoo&要求新闻数据，那一般&PC&就是客户端。
网络卡&(Network&Interface&Card,&NIC)：内建或者是外插在主机上面的一个设备，&主要提供网络联机的卡片，目前大都使用具有&RJ-45&接头的以太网络卡。一般&node&上都具有一个以上的网络卡，&以达成网络联机的功能。
网络接口：利用软件设计出来的网络接口，主要在提供网络地址&(IP)&的任务。&一张网卡至少可以搭配一个以上的网络接口；而每部主机内部其实也都拥有一个内部的网络接口，那就是&loopback&(lo)&这个循环测试接口！
网络形态或拓朴&(topology)：各个节点在网络上面的链接方式，一般讲的是物理连接方式。&举例来说，上图中显示的是一种被称为星形联机&(star)&的方式，主要是透过一个中间连接设备，&以放射状的方式连接各个节点的一种形态，这就是一种拓朴。
网关&(route)&或通讯闸&(gateway)：具有两个以上的网络接口，&可以连接两个以上不同的网段的设备，例如&IP&分享器就是一个常见的网关设备。那上面的&ADSL&调制解调器算不算网关呢？&其实不太能算，因为调制解调器通常视为一个在主机内的网卡设备，我们可以在一般&PC&上面透过拨号软件，&将调制解调器仿真成为一张实体网卡&(ppp)&，因此他不太能算是网关设备啦！
网络设备其实非常多也非常复杂，不过如果以小型企业角度来看，我们能够了解上述图示内各设备的角色，那应该也足够啰！&接下来，让我们继续来讨论一下网络范围的大小吧！
2.1.3&计算机网络区域范围
由于各个节点的距离不同，联机的线材与方式也有所差异，由于线材的差异也导致网络速度的不同，让网络的应用方向也不一样。&根据这些差异，早期我们习惯将网络的大小范围定义如下：()
局域网络&(Local&Area&Network,&LAN)：
节点之间的传输距离较近，例如一栋大楼内，或一个学校的校区内。可以使用较为昂贵的联机材料，&例如光纤或是高质量网络线&(CAT&6)&等。网络速度较快，联机质量较佳且可靠，因此可应用于科学运算的丛集式系统、&分布式系统、云端负荷分担系统等。
广域网&(Wide&Area&Network,&WAN)：
传输距离较远，例如城市与城市之间的距离，因此使用的联机媒体需要较为便宜的设备，例如经常使用的电话线就是一例。&由于线材质量较差，因此网络速度较慢且可靠性较低一些，网络应用方面大多为类似&email,&FTP,&WWW&浏览等功能。
除了这两个之外，还有所谓的都会网络&(Metropolitan&Area&Network,&MAN)，不过近来比较少提及，因此你只要知道有&LAN&及&WAN&即可。这两个名词在很多地方你都可以看的到喔！改天你回家看看你家的&ADSL&调制解调器或&IP&分享器后面的插孔看看，你就能够看到有&WAN&与&LAN&的插孔，现在你就知道为啥有这两个灯号与插孔了吧。
一般来说，LAN&指的是区域范围较小的环境，例如一栋大楼或一间学校，所以在我们生活周遭有着许许多多的&LAN&存在。&那这些&LAN&彼此串接在一起，全部的&LAN&串在一块就是一个大型的&WAN&啰！简单的说，就是这样分。
不过，现在的环境跟以前不一样了，举例来说，前几天刚刚宣布&(2011/07)，光纤的速度已经可以到达&100Mbps/10Mbps&的下载/上传带宽了！再举例来说，台湾的学术网络通通是串在一块的，鸟哥在台南昆山联机到高雄义守大学下载&CentOS&映像档时，你猜下载的速度有多快？每秒钟可高达&100Mbps&左右！这已经是一个内部区网的速度了！所以，用以前的观点来看，&其实对目前的网络环境有点不符现象了。因此，目前你可以使用『速度』作为一个网络区域范围的评量。&或许现在我们可以说，整个台湾的学术网络&(TANET,&)&可以视为是一个局域网络呢！
2.1.4&计算机网络协议：&OSI&七层协定
谈完了网络需要制订的标准、网络联机的组件以及网络的范围之后，接下来就是要讲到，那么各个节点之间是如何沟通讯息的呢？&其实就是透过标准的通讯协议啦！但是，整个网络连接的过程相当复杂，包括硬件、软件数据封包与应用程序的互相链接等等，&如果想要写一支将联网全部功能都串连在一块的程序，那么当某个小环节出现问题时，整只程序都需要改写啊！真麻烦！
那怎办？没关系，我们可以将整个网络连接过程分成数个阶层&(layer)，每个阶层都有特别的独立的功能，&而且每个阶层的程序代码可以独立撰写，因为每个阶层之间的功能并不会互相干扰的。&如此一来，当某个小环节出现问题时，只要将该层级的程序代码重新撰写即可。所以程序撰写也容易，整个网络概念也就更清晰！&那就是目前你常听到的&OSI&七层协定&(Open&System&Interconnection)&的概念啰！
如果以图示来说，那么这七个阶层的相关性有点像底下这样：
图&2.1-2、OSI&七层协议各阶层的相关性
依据定义来说，越接近硬件的阶层为底层&(layer&1)，越接近应用程序的则是高层&(layer&7)。&不论是接收端还是发送端，每个一阶层只认识对方的同一阶层数据。&而整个传送的过程就好像人们在玩整人游戏一般，我们透过应用程序将数据放入第七层的包裹，再将第七层的包裹放到第六层的包裹内，&依序一直放到第一层的最大的包裹内，然后传送出去给接收端。接收端的主机就得由第一个包裹开始，依序将每个包裹拆开，&然后一个一个交给对应负责的阶层来视察！这就是整人游戏...喔！是&OSI&七层协议在阶层定义方面需要注意的特色。
既然说是包裹，那我们都知道，包裹表面都会有个重要的信息，这些信息包括有来自哪里、要去哪里、接收者是谁等等，&而包裹里面才是真正的数据。同样的，在七层协议中，每层都会有自己独特的表头数据&(header)，告知对方这里面的信息是什么，&而真正的数据就附在后头啰！我们可以使用如下的图示来表示这七层每一层的名字，以及数据是如何放置到每一层的包裹内：
图&2.1-3、OSI&七层协议数据的传递方式
上图中仔细看每个数据报的部分，上层的包裹是放入下层的数据中，而数据前面则是这个数据的表头。其中比较特殊的是第二层，&因为第二层&(数据链结层)&主要是位于软件封包&(packet)&以及硬件讯框&(frame)&中间的一个阶层，&他必须要将软件包装的包裹放入到硬件能够处理的包裹中，因此这个阶层又分为两个子层在处理相对应的数据。&因为比较特殊，所以您瞧瞧，第二层的数据格式比较不一样喔，尾端还出现一个检查码哩～
每一个阶层所负责的任务是什么呢？简单的说，每一层负责的任务如下：(,&,&)
Physical&Layer
由于网络媒体只能传送&0&与&1&这种位串，因此物理层必须定义所使用的媒体设备之电压与讯号等，&同时还必须了解数据讯框转成位串的编码方式，最后连接实体媒体并传送/接收位串。
数据链结层
Data-Link&Layer
这一层是比较特殊的一个阶层，因为底下是实体的定义，而上层则是软件封装的定义。因此第二层又分两个子层在进行数据的转换动作。&在偏硬件媒体部分，主要负责的是&MAC&(Media&Access&Control)&，我们称这个数据报裹为&MAC&讯框&(frame)，&MAC&是网络媒体所能处理的主要数据报裹，这也是最终被物理层编码成位串的数据。MAC&必须要经由通讯协议来取得媒体的使用权，&目前最常使用的则是&IEEE&802.3&的以太网络协议。详细的&MAC&与以太网络请参考下节说明。
至于偏向软件的部分则是由逻辑链接层&(logical&link&control,&LLC)&所控制，主要在多任务处理来自上层的封包数据&(packet)&并转成&MAC&的格式，&负责的工作包括讯息交换、流量控制、失误问题的处理等等。
Network&Layer
这一层是我们最感兴趣的啰，因为我们提及的&IP&(Internet&Protocol)&就是在这一层定义的。&同时也定义出计算机之间的联机建立、终止与维持等，数据封包的传输路径选择等等，因此这个层级当中最重要的除了&IP&之外，就是封包能否到达目的地的路由&(route)&概念了！
Transport&Layer
这一个分层定义了发送端与接收端的联机技术(如&TCP,&UDP&技术)，&同时包括该技术的封包格式，数据封包的传送、流程的控制、传输过程的侦测检查与复原重新传送等等，&以确保各个数据封包可以正确无误的到达目的端。
Session&Layer
在这个层级当中主要定义了两个地址之间的联机信道之连接与挂断，此外，亦可建立应用程序之对谈、&提供其他加强型服务如网络管理、签到签退、对谈之控制等等。如果说传送层是在判断资料封包是否可以正确的到达目标，&那么会谈层则是在确定网络服务建立联机的确认。
Presentation&Layer
我们在应用程序上面所制作出来的数据格式不一定符合网络传输的标准编码格式的！&所以，在这个层级当中，主要的动作就是：将来自本地端应用程序的数据格式转换(或者是重新编码)成为网络的标准格式，&然后再交给底下传送层等的协议来进行处理。所以，在这个层级上面主要定义的是网络服务(或程序)之间的数据格式的转换，&包括数据的加解密也是在这个分层上面处理。
Application&Layer
应用层本身并不属于应用程序所有，而是在定义应用程序如何进入此层的沟通接口，以将数据接收或传送给应用程序，最终展示给用户。&
事实上，&OSI&七层协议只是一个参考的模型&(model)，目前的网络社会并没有什么很知名的操作系统在使用&OSI&七层协定的联网程序代码。那...讲这么多干嘛？这是因为&OSI&所定义出来的七层协议在解释网络传输的情况来说，&可以解释的非常棒，因此大家都拿&OSI&七层协议来做为网络的教学与概念的理解。至于实际的联网程序代码，那就交给&TCP/IP&这个玩意儿吧！
2.1.5&计算机网络协议：&TCP/IP
虽然&OSI&七层协议的架构非常严谨，是学习网络的好材料。但是也就是因为太过严谨了，因此程序撰写相当不容易，&所以造成它在发展上面些许的困扰。而由&ARPANET&发展而来的&TCP/IP&又如何呢？其实&TCP/IP&也是使用&OSI&七层协议的观念，&所以同样具有分层的架构，只是将它简化为四层，在结构上面比较没有这么严谨，程序撰写会比较容易些。后来在&1990&年代由于&email,&WWW&的流行，造成&TCP/IP&这个标准为大家所接受，这也造就目前我们的网络社会啰！
既然&TCP/IP&是由&OSI&七层协议简化而来，那么这两者之间有没有什么相关性呢？它们的相关性可以图示如下，&同时这里也列出目前在这架构底下常见的通讯协议、封包格式与相关标准：
图&2.1-4、OSI&与&TCP/IP&协议之相关性
从上图中，我们可以发现&TCP/IP&将应用、表现、会谈三层整合成一个应用层，在应用层上面可以实作的程序协议有&HTTP,&SMTP,&DNS&等等。&传送层则没有变，不过依据传送的可靠性又将封包格式分为连接导向的&TCP&及非连接导向的&UDP&封包格式。网络层也没有变，主要内容是提供了&IP&封包，并可选择最佳路由来到达目标&IP&地址。数据链结层与物理层则整合成为一个链结层，包括定义硬件讯号、&讯框转位串的编码等等，因此主要与硬件&(不论是区网还是广域网)&有关。
那&TCP/IP&是如何运作的呢？我们就拿妳常常连上的&Yahoo&入口网站来做个说明好了，整个联机的状态可以这样看：
应用程序阶段：妳打开浏览器，在浏览器上面输入网址列，按下&[Enter]。此时网址列与相关数据会被浏览器包成一个数据，&并向下传给&TCP/IP&的应用层；
应用层：由应用层提供的&HTTP&通讯协议，将来自浏览器的数据报起来，并给予一个应用层表头，再向传送层丢去；
传送层：由于&HTTP&为可靠联机，因此将该数据丢入&TCP&封包内，并给予一个&TCP&封包的表头，向网络层丢去；
网络层：将&TCP&包裹包进&IP&封包内，再给予一个&IP&表头&(主要就是来源与目标的&IP&啰)，向链结层丢去；
链结层：如果使用以太网络时，此时&IP&会依据&CSMA/CD&的标准，包裹到&MAC&讯框中，并给予&MAC&表头，再转成位串后，&利用传输媒体传送到远程主机上。
等到&Yahoo&收到你的包裹后，在依据相反方向拆解开来，然后交给对应的层级进行分析，最后就让&Yahoo&的&WWW&服务器软件得到你所想要的数据，该服务器软件再根据你的要求，取得正确的资料后，又依循上述的流程，一层一层的包装起来，&最后传送到你的手上！就是这样啰！
根据这样的流程，我们就得要知道每个分层所需要了解的基础知识，这样才算学习网络基础嘛！所以底下我们会依据&TCP/IP&的链结层、网络层、传送层来进行说明，应用层的协议则在后续章节中有对应的协定再来谈啰！同时我们也知道，&网络媒体一次传输的数据量是有限的，因此如果要被传输的数据太大时，我们在分层的包装中，就得要将数据先拆开放到不同的包裹中，&再给包裹一个序号，好让目的端的主机能够藉由这些序号再重新将数据整合回来！很有趣吧！接下来就让我们一层一层来介绍啰！
一般来说，因为应用程序与程序设计师比较有关系，而网络层以下的数据则主要是操作系统提供的，因此，&我们又将&TCP/IP&当中的应用层视为使用者层，而底下的三层才是我们主要谈及的网络基础！所以这个章节主要就是介绍这三层啦！&
2.2&TCP/IP&的链结层相关协议
TCP/IP&最底层的链结层主要与硬件比较有关系，因此底下我们主要介绍一些&WAN&与&LAN&的硬件。&同时会开始介绍那重要的&CSMA/CD&的以太网络协议，以及相关的硬件与&MAC&讯框格式等。那就开始来聊聊啰！
2.2.1&广域网使用的设备
在&我们有提到过，广域网使用的设备价格较为低廉。&不过广域网使用到的设备非常的多，一般用户通常会接触到的主要是&ADSL&调制解调器或者是光纤到大厦，以及第四台的&Cable&宽带等。在这里我们先介绍一些比较常见的设备，如果以后你有机会接触到其他设备，再请你依据需求自行查阅相关书籍吧！
传统电话拨接：透过&ppp&协议
早期网络大概都只能透过调制解调器加上电话线以及计算机的九针串行端口&(以前接鼠标或游戏杆的插孔)，然后透过&Point-to-Point&Protocol&(PPP&协议)&配合拨接程序来取得网络&IP&参数，这样就能够上网了。不过这样的速度非常慢，而且当电话拨接后，&就不能够讲电话了！因为&PPP&支持&TCP/IP,&NetBEUI,&IPX/SPX&等通讯协议，所以使用度非常广！
整合服务数字网络&(Integrated&Services&Digital&Network,&ISDN)
也是利用现有的电话线路来达成网络联机的目的，只是联机的两端都需要有&ISDN&的调制解调器来提供联机功能。&ISDN&的传输有多种通道可供使用，并且可以将多个信道整合应用，因此速度可以成倍成长。基本的&B&信道速度约为&64Kbps，&但如美国规格使用&23&个以上的通道来达成联机，此时速度可达&1.5Mbps&左右。不过台湾这玩意儿比较少见。
非对称数位用路回路&(Asymmetric&Digital&Subscriber&Line,&ADSL)：透过&pppoe&协定
也是透过电话线来拨接后取得&IP&的一个方法，只不过这个方式使用的是电话的高频部分，与一般讲电话的频率不同。&因此妳可以一边使用&ADSL&上网同时透过同一个电话号码来打电话聊天。在台湾，由于上传/下载的带宽不同，&因此才称为非对称的回路。ADSL&同样使用调制解调器，只是他透过的是&PPPoE&(PPP&over&Ethernet)&的方法！&将&PPP&仿真在以太网络卡上，因此你的主机需要透过一张网络卡来连接到调制解调器，并透过拨接程序来取得新的接口&(ppp0)&喔！
电缆调制解调器&(Cable&modem)
主要透过有线电视&(台湾所谓的第四台)&使用的缆线作为网络讯号媒体，同样需要具备调制解调器来连接到&ISP，以取得网络参数来上网。&Cable&modem&的带宽主要是分享型的，所以通常具有区域性，并不是你想装就能装的哩！
2.2.2&局域网络使用的设备-以太网络
在局域网络的环境中，我们最常使用的就是以太网络。当然啦，在某些超高速网络应用的环境中，&还可能会用到价格相当昂贵的光纤信道哩。只是如同前面提到的，以太网络因为已经标准化了，设备设置费用相对低廉，&所以一般你会听到什么网络线或者是网络媒体，几乎都是使用以太网络来架设的环境啦！&只是这里还是要提醒您，整个网络世界并非仅有以太网络这个硬件接口喔！&事实上，想了解整个以太网络的发展，建议你可以直接参考风信子与张民人先生翻译的&『Switched&&&Fast&以太网络』一书，该书内容相当的有趣，挺适合阅读的吶。&底下我们仅做个简单的介绍而已。
以太网络的速度与标准
以太网络的流行主要是它成为国际公认的标准所致。早先&IEEE&所制订的以太网络标准为&802.3&的&IEEE&10BASE5&，这个标准主要的定义是：『10&代表传输速度为&10Mbps，BASE&表示采用基频信号来进行传输，至于&5&则是指每个网络节点之间最长可达&500&公尺。』
由于网络的传输信息就是&0&与&1&啊，因此，数据传输的单位为每秒多少&bit&，&亦即是&M&bits/second,&Mbps&的意思。那么为何制订成为&10Mbps&呢？&这是因为早期的网络线压制的方法以及相关的制作方法，还有以太网络卡制作的技术并不是很好，&加上当时的数据传输需求并没有像现在这么高，所以&10Mbps&已经可以符合大多数人的需求了。
我们看到的网络提供者&(Internet&Services&Provider,&ISP)&所宣称他们的&ADSL&传输速度可以达到&下行/上行&2Mbps/128Kbps&(Kbits&per&second)&时，那个&Kb&指的可不是&bytes&而是&bits&喔！所以&2M/128K&在实际的档案大小传输速度上面，最大理论的传输为&256KBps/16&KBps(KBytes&per&second)，所以正常下载的速度约在每秒&100~200&KBytes&之间吶！&同样的道理，在网络卡或者是一些网络媒体的广告上面，他们都会宣称自己的产品可以自动辨识传输速度为&10/100&Mbps&(&Mega-bits&per&second)，呵呵！该数值还是得再除以&8&才是我们一般常用的档案容量计算的单位&bytes&喔！&
早期的网络线使用的是旧式的同轴电缆线，这种线路在现在几乎已经看不到了。取而代之的是类似传统电话线的双绞线&(Twisted&Pair&Ethernet)&，IEEE&并将这种线路的以太网络传输方法制订成为&10BASE-T&的标准。&10BASE-T&使用的是&10&Mbps&全速运作且采用无遮蔽式双绞线&(UTP)&的网络线。此外，&10BASE-T&的&UTP&网络线可以使用星形联机(star)，&也就是以一个集线器为中心来串连各网络设备的一个方法，&就是星形联机的一个示意图。
不同于早期以一条同轴电缆线链接所有的计算机的&bus&联机，透过星形联机的帮助，&我们可以很简单的加装其他的设备或者是移除其他设备，而不会受到其他装置的影响，这对网络设备的扩充性与除错来说，&都是一项相当棒的设计！也因此&10BASE-T&让以太网络设备的销售额大幅提升啊！
后来&IEEE&更制订了&802.3u&这个支持到&100Mbps&传输速度的&100BASE-T&标准，这个标准与&10BASE-T&差异不大，&只是双绞线线材制作需要更精良，同时也已经支持使用了四对绞线的网络线了，&也就是目前很常见的八蕊网络线吶！这种网络线我们常称为等级五&(Category&5,&CAT5)&的网络线。&这种传输速度的以太网络就被称为&Fast&ethernet&。至于目前我们常常听到的&Gigabit&网络速度&1000&Mbps&又是什么吶？那就是&Gigabit&ethernet&哩！只是&Gigabit&ethernet&的网络线就需要更加的精良。
网络线等级
以太网络(Ethernet)
高速以太网络(Fast&Ethernet)
超高速以太网络(Gigabit&Ethernet)
CAT&5e/CAT&6
为什么每当传输速度增加时，网络线的要求就更严格呢？这是因为当传输速度增加时，线材的电磁效应相互干扰会增强，&因此在网络线的制作时就得需要特别注意线材的质料以及内部线蕊心之间的缠绕情况配置等，&以使电子流之间的电磁干扰降到最小，才能使传输速度提升到应有的&Gigabit&。&所以说，在以太网络世界当中，如果你想要提升原有的&fast&ethernet&到&gigabit&ethernet&的话，&除了网络卡需要升级之外，主机与主机之间的网络线，&以及连接主机线路的集线器/交换器等，都必须要提升到可以支持&gigabit&速度等级的设备才行喔！
以太网络的网络线接头&(跳线/并行线)
前面提到，网络的速度与线材是有一定程度的相关性的，那么线材的接头又是怎样呢？&目前在以太网络上最常见到的接头就是&RJ-45&的网络接头，共有八蕊的接头，有点像是胖了的电话线接头，&如下所示：
图&2.2-1、RJ-45&接头示意图
而&RJ-45&接头又因为每条蕊线的对应不同而分为&568A&与&568B&接头，这两款接头内的蕊线对应如下表：
接头名称\蕊线顺序
事实上，虽然目前的以太网络线有八蕊且两两成对，但实际使用的只有&1,2,3,6&蕊而已，&其他的则是某些特殊用途的场合才会使用到。但由于主机与主机的联机以及主机与集线器的联机时，&所使用的网络线脚位定义并不相同，因此由于接头的不同网络线又可分为两种：
跳线：一边为&568A&一边为&568B&的接头时称为跳线，用在直接链接两部主机的网络卡。
并行线：两边接头同为&568A&或同为&568B&时称为并行线，用在链接主机网络卡与集线器之间的线材；
2.2.3&以太网络的传输协议：CSMA/CD
整个以太网络的重心就是以太网络卡啦！所以说，以太网络的传输主要就是网络卡对网络卡之间的数据传递而已。&每张以太网络卡出厂时，就会赋予一个独一无二的卡号，那就是所谓的&MAC&(Media&Access&Control)&啦！&理论上，网卡卡号是不能修改的，不过某些笔记本电脑的网卡卡号是能够修改的呦！&那么以太网络的网卡之间数据是如何传输的呢？那就得要谈一下&IEEE&802.3&的标准&CSMA/CD&(Carrier&Sense&Multiple&Access&with&Collision&Detection)&了！我们以下图来作为简介，下图内的中心点为集线器，&各个主机都是联机到集线器，然后透过集线器的功能向所有主机发起联机的。
图&2.2-2、CSMA/CD联机示意图，由&A&发送资料给&D&时，注意箭头方向
集线器是一种网络共享媒体，什么是网络共享媒体啊？想象一下上述的环境就像一个十字路口，而集线器就是那个路口！&这个路口一次只允许一辆车通过，如果两辆车同时使用这个路口，那么就会发生碰撞的车祸事件啊！那就是所谓的共享媒体。&也就是说，网络共享媒体在单一时间点内，&仅能被一部主机所使用。
理解了共享媒体的意义后，再来，我们就得要讨论，那么以太网络的网卡之间是如何传输的呢？我们以上图中的&A&要发给&D&网卡为例好了，简单的说，&CSMA/CD&搭配上述的环境，它的传输情况需要有以下的流程：
监听媒体使用情况&(Carrier&Sense)：A&主机要发送网络封包前，需要先对网络媒体进行监听，确认没有人在使用后，&才能够发送出讯框；
多点传输&(Multiple&Access)：A&主机所送出的数据会被集线器复制一份，然后传送给所有连接到此集线器的主机！&也就是说，&A&所送出的数据，&B,&C,&D&三部计算机都能够接收的到！但由于目标是&D&主机，因此&B&与&C&会将此讯框数据丢弃，而&D&则会抓下来处理；
碰撞侦测&(Collision&Detection)：该讯框数据附有检测能力，若其他主机例如&B&计算机也刚好在同时间发送讯框数据时，&那么&A&与&B&送出的数据碰撞在一块&(出车祸)&，此时这些讯框就是损毁，那么&A&与&B&就会各自随机等待一个时间，&然后重新透过第一步再传送一次该讯框数据。
了解这个程序很重要吗？我们就来谈谈：
网络忙碌时，集线器灯号闪个不停，但我的主机明明没有使用网络：
透过上述的流程我们会知道，不管哪一部主机发送出讯框，所有的计算机都会接收到！因为集线器会复制一份该数据给所有计算机。&因此，虽然只有一部主机在对外联机，但是在集线器上面的所有计算机灯号就都会闪个不停！
我的计算机明明没有被入侵，为何我的数据会被隔壁的计算机窃取：
透过上述的流程，我们只要在&B&计算机上面安装一套监听软件，这套软件将原本要丢弃的讯框数据捉下来分析，并且加以重组，&就能够知道原本&A&所送出的讯息了。这也是为什么我们都建议重要数据在因特网上面得要『加密』后再传输！
既然共享媒体只有一个主机可以使用，为何大家可以同时上网：
这个问题就有趣了，既然共享媒体一次只能被一个主机所使用，那么万一我传输&100MB&的档案，集线器就得被我使用&80&秒&(以&10Mbps&传输时)，在这期间其他人都不可以使用吗？不是的，由于标准的讯框数据在网络卡与其他以太网络媒体一次只能传输&1500bytes，因此我的&100MB&档案就得要拆成多个小数据报，然后一个一个的传送，每个数据报传送前都要经过&CSMA/CD&的机制。&所以，这个集线器的使用权是大家抢着用的！即使只有一部主机在使用网络媒体时，那么这部主机在发送每个封包间，&也都是需要等待一段时间的&(96&bit&time)！
讯框要多大比较好？能不能修改讯框？：
如上所述，那么讯框的大小能不能改变呢？因为如果讯框的容量能够增大，那么小数据报的数量就会减少，&那每个讯框传送间的等待就可以减少了！是这样没错，但是以太网络标准讯框确实定义在&1500&bytes，&但近来的超高速以太网络媒体有支持&Jumbo&frame&(巨型讯框,)&的话，那么就能够将讯框大小改为&9000bytes&哩！但不是很建议大家随便修改啦！为什么呢？再说。
2.2.4&MAC&的封装格式
上面提到的&CSMA/CD&传送出去的讯框数据，其实就是&MAC&啦！MAC&其实就是我们上面一直讲到的讯框&(frame)&啰！&只是这个讯框上面有两个很重要的数据，就是目标与来源的网卡卡号，因此我们又简称网卡卡号为&MAC&而已。&简单的说，你可以把&MAC&想成是一个在网络线上面传递的包裹，而这个包裹是整个网络硬件上面传送数据的最小单位了。&也就是说，网络线可想成是一条『一次仅可通过一个人』的独木桥，&而&MAC&就是在这个独木桥上面动的人啦！接下来，来看一看&MAC&这个讯框的内容吧！
图&2.2-3、以太网络的&MAC&讯框
上图中的目的地址与来源地址指的就是网卡卡号&(hardware&address,&硬件地址)，我们前面提到，每一张网卡都有一个独一无二的卡号，&那个卡号的目的就在这个讯框的表头数据使用到啦！硬件地址最小由&00:00:00:00:00:00&到&FF:FF:FF:FF:FF:FF&(16&进位法)，&这&6&bytes&当中，前&3bytes&为厂商的代码，后&3bytes&则是该厂商自行设定的装置码了。
在&Linux&当中，你可以使用&ifconfig&这个指令来查阅你的网络卡卡号喔！特别注意，在这个&MAC&的传送中，他仅在局域网络内生效，如果跨过不同的网域&(这个后面&IP&的部分时会介绍)，那么来源与目的的硬件地址就会跟着改变了。&这是因为变成不同网络卡之间的交流了嘛！所以卡号当然不同了！如下所示：
图&2.2-4、同一讯框在不同网域的主机间传送时，讯框的表头变化
例如上面的图标，我的数据要由计算机&A&通过&B&后才送达&C&，而&B&计算机有两块网络卡，其中&MAC-2&与&A&计算机的&MAC-1&互通，至于&MAC-3&则与&C&计算机的&MAC-4&互通。但是&MAC-1&不能与&MAC-3&与&MAC-4&互通，为啥？因为&MAC-1&这块网络卡并没有与&MAC-3&及&MAC-4&使用同样的&switch/hub&相接嘛！所以，数据的流通会变成：
先由&MAC-1&传送到&MAC-2&，此时来源是&MAC-1&而目的地是&MAC-2；
B&计算机接收后，察看该讯框，发现目标其实是&C&计算机，而为了与&C&计算机沟通，&所以他会将讯框内的来源&MAC&改为&MAC-3&，而目的改为&MAC-4&，如此就可以直接传送到&C&计算机了。
也就是说，只要透过&B&(就是路由器)&才将封包送到另一个网域&(IP&部分会讲)&去的时候，&那么讯框内的硬件地址就会被改变，然后才能够在同一个网域里面直接进行讯框的流通啊！
由于网络卡卡号是跟着网络卡走的，并不会因为重灌操作系统而改变，&所以防火墙软件大多也能够针对网络卡来进行抵挡的工作喔！&不过抵挡网卡仅能在局域网络内进行而已，因为&MAC&不能跨&router&嘛！！&
为什么资料量最小要&46&最大为&1500&bytes&呢？
讯框内的数据内容最大可达&1500bytes&这我们现在知道了，那为何要规范最小数据为&46bytes&呢？这是由于&CSMA/CD&机制所算出来的！&在这个机制上面可算出若要侦测碰撞，则讯框总数据量最小得要有&64bytes&，那再扣除目的地址、来源地址、检查码&(前导码不算)&后，&就可得到数据量最小得要有&46bytes&了！也就是说，如果妳要传输的数据小于&46byes&，那我们的系统会主动的填上一些填充码，&以补齐至少&46bytes&的容量才行！
2.2.5&MTU&最大传输单位
通过上面&MAC&封装的定义，现在我们知道标准以太网络讯框所能传送的数据量最大可以到达&1500&bytes&，&这个数值就被我们称为&MTU&(Maximum&Transmission&Unit,&最大传输单位)。&你得要注意的是，每种网络接口的&MTU&都不相同，因此有的时候在某些网络文章上面你会看到&1492&bytes&的&MTU&等等。不过，在以太网络上，标准的定义就是&1500&bytes。
在待会儿会介绍到的&IP&封包中，这个&IP&封包最大可以到&65535&bytes，比&MTU&还要大呢！既然礼物&(IP)&都比盒子&(MAC)&大，那怎么可能放的进去啊？所以啰，&IP&封包是可以进行拆解的，然后才能放到&MAC&当中啊！等到数据都传到目的地，&再由目的地的主机将他组装回来就是了。所以啰，如果&MTU&能够大一些的话，那么&IP&封包的拆解情况就会降低，&封包与封包传送之间的等待时间&(前一小节提到的&96&bit&time)&也会减少，就能够增加网络带宽的使用啰！
为了这个目的，所以&Gigabit&的以太网络媒体才有支持&Jumbo&frame&的嘛！这个&Jumbo&frame&一般都定义到&9000bytes。&那你会说，既然如此，我们的&MTU&能不能改成&9000bytes&呢？这样一来不就能够减少数据封包的拆解，以增加网络使用率吗？&是这样没错，而且，你也确实可以在&Linux&系统上更改&MTU&的！但是，如果考虑到整个网络，那么我们不建议你修改这个数值。&为什么呢？
我们的封包总是需要在&Internet&上面跑吧？你无法确认所有的网络媒体都是支持那么大的&MTU&对吧！&如果你的&9000&bytes&封包通过一个不支持&Jumbo&frame&的网络媒体时，好一点的是该网络媒体&(例如&switch/router&等)&会主动的帮你重组而进行传送，差一点的可能就直接回报这个封包无效而丢弃了～这个时候可就糗大啰～&所以，&MTU&设定为&9000&这种事情，大概仅能在内部网络的环境中作～举例来说，很多的内部丛集系统&(cluster)&就将他们的内部网络环境&MTU&设定为&9000，但是对外的适配卡可还是原本的标准&1500&喔！&^_^
也就是说，不论你的网络媒体支持&MTU&到多大，你必须要考虑到你的封包需要传到目的地时，&所需要经过的所有网络媒体，然后再来决定你的&MTU&设定才行。就因为这样，我们才不建议你修改标准以太网络的&MTU&嘛！
早期某些网络媒体&(例如&IP&分享器)&支持的是&802.2,&802.3&标准所组合成的&MAC&封装，它的&MTU&就是&1492&，&而且这些设备可能不会进行封包重组，因此早期网络上面常常有朋友问说，他们连上某些网站时，总是会联机逾时而断线。&但透过修改客户端的&MTU&成为&1492&之后，上网就没有问题了。原因是什么呢？读完上头的数据，您应该能理解了吧？^_^&
2.2.6&集线器、交换器与相关机制
共不共享很重要，集线器还是交换器？&()
刚刚我们上面提到了，当一个很忙碌的网络在运作时，集线器&(hub)&这个网络共享媒体就可能会发生碰撞的情况，&这是因为&CSMA/CD&的缘故。那有没有办法避免这种莫名其妙的封包碰撞情况呢？有的，那就使用非共享媒体的交换器即可啊！
交换器&(switch)&等级非常多，我们这里仅探讨支持&OSI&第二层的交换器。交换器与集线器最大的差异，在于交换器内有一个特别的内存，&这个内存可以记录每个&switch&port&与其连接的&PC&的&MAC&地址，所以，当来自&switch&两端的&PC&要互传数据时，每个讯框将直接透过交换器的内存数据而传送到目标主机上！&所以&switch&不是共享媒体，且&switch&的每个埠口&(port)&都具有独立的带宽喔！
举例来说，10/100&的&Hub&上链接&5&部主机，那么整个&10/100Mbps&是分给这五部主机的，&所以这五部主机总共只能使用&10/100Mbps&而已。那如果是&switch&呢？由于『每个&port&都具有&10/100Mbps&的带宽』，&所以就看你当时的传输行为是如何啰！举例来说，如果是底下的状况时，每个联机都是&10/100&Mbps&的。
图&2.2-5、交换器每个埠口的带宽使用示意图
A&传送到&D&与&B&传送到&C&都独自拥有&10/100Mbps&的带宽，两边并不会互相影响！&不过，如果是&A&与&D&都传给&C&时，由于&C&port&就仅有&10/100Mbps&，等于&A&与&D&都需要抢&C&节点的&10/100Mbps&来用的意思。&总之，你就是得要记得的是，switch&已经克服了封包碰撞的问题，因为他有个&switch&port&对应&MAC&的相关功能，&所以&switch&并非共享媒体喔！同时需要记得的是，现在的&switch&规格很多，&在选购的时候，千万记得选购可以支持全双工/半双工，以及支持&Jumbo&frame&的为佳！
什么是全双工/半双工(full-duplex,&half-duplex)
前面谈到网络线时，我们知道八蕊的网络线实际上仅有两对被使用，一对是用在传送，另一对则是在接收。&如果两端的&PC&同时支持全双工时，那表示&Input/Output&均可达到&10/100Mbps，&亦即数据的传送与接收同时均可达到&10/100bps&的意思，总带宽则可达到&20/200Mbps&啰&(其实是有点语病的，因为&Input&可达&10/100Mbps，&output&可达&10/100Mbps&，&而不是&Input&可直接达到&20/200Mbps&喔！)如果你的网络环境想要达到全双工时，&使用共享媒体的&Hub&是不可能的，因为网络线脚位的关系，无法使用共享媒体来达到全双工的！&如果你的&switch&也支持全双工模式，那么在&switch&两端的&PC&才能达到全双工喔！
自动协调速度机制&(auto-negotiation)：
我们都知道现在的以太网络卡是可以向下支持的，亦即是&Gigabit&网络卡可以与早期的&10/100Mbps&网络卡链接而不会发生问题。但是，此时的网络速度是怎样判定呢？&早期的&switch/hub&必须要手动切换速度才行，新的&hub/switch&因为有支持&auto-negotiation&又称为&N-Way&的功能，他可自动的协调出最高的传输速度来沟通喔！如果有&Gigabit&与&10/100Mbps&在&switch&上面，&则&N-Way&会先使用最高的速度&(gigabit)&测试是否能够全部支持，如果不行的话，就降速到下一个等级亦即&100&Mbps&的速度来运作的！
自动分辨网络线跳线或并行线&(Auto&MDI/MDIX)：
那么我们是否需要自行分辨并行线与跳线呢？不需要啦！因为&switch&若含有auto&MDI/MDIX&的功能时，&会自动分辨网络线的脚位来调整联机的，所以你就不需要管你的网络线是跳线还是并行线啰！方便吧！&^_^
讯号衰减造成的问题
由于电子讯号是会衰减的，所以当网络线过长导致电子讯号衰减的情况严重时，&就会导致联机质量的不良了。因此，链接各个节点的网络线长度是有限制的喔！&不过，一般来说，现今的以太网络&CAT5&等级的网络线大概都可以支持到&100&公尺的长度，&所以应该无庸担心才是吶！
但是，造成讯号衰减的情况并非仅有网络线长度而已！如果你的网络线折得太严重(例如在门边常常被门板压，导致变形)&，或者是自行压制网络线接头，但是接头部分的八蕊蕊线缠绕度不足导致电磁干扰严重，&或者是网络线放在户外风吹日晒导致脆化的情况等等，都会导致电子讯号传递的不良而造成联机质量恶劣，&此时常常就会发现偶而可以联机、有时却又无法联机的问题了！因此，当你需要针对企业内部来架设整体的网络时，&注意结构化布线可是很重要的喔！
结构化布线
所谓的结构化布线指的是将各个网络的组件分别拆开，分别安装与布置到企业内部，&则未来想要提升网络硬件等级或者是移动某些网络设备时，只需要更动类似配线盘的机柜处，&以及末端的墙上预留孔与主机设备的联机就能够达到目的了。例如底下的图示：
图&2.2-6、结构化布线简易图标
在墙内的布线需要很注意，因为可能一布线完成后就使用&5-10&年以上喔！那你需要注意的仅有末端墙上的预留孔以及配线端部分。&事实上，光是结构化布线所需要选择的网络媒体与网络线的等级，还有机柜、机架，以及美化与隐藏网络线的材料等等的挑选，&以及实际施工所需要注意的事项，还有所有硬件、施工所需要注意的标准规范等等，&已经可以写满厚厚一本书，而鸟哥这里的文章旨在介绍一个中小企业内部主机数量较少的环境，&所以仅提到最简单的以一个或两个交换器&(swtich)&串接所有网络设备的小型星形联机状态而已。
如果你有需要相关硬件结构化布线的信息，可以参考风信子兄翻译的『Swtich&and&Fast&以太网络』一书的后半段！至于网络上的高手吗？你可以前往酷学园请教&&大哥喔！
2.3&TCP/IP&的网络层相关封包与数据
我们现在知道要有网络的话，必须要有网络相关的硬件，而目前最常见的网络硬件接口为以太网络，包括网络线、网络卡、Hub/Switch&等等。而以太网络上面的传输使用网络卡卡号为基准的&MAC&讯框，配合&CSMA/CD&的标准来传送讯框，这就是硬件部分。在软件部分，我们知道&Internet&其实就是&TCP/IP&这个通讯协议的通称，Internet&是由&InterNIC()&所统一管理的，&但其实他仅是负责分配&Internet&上面的&IP&以及提供相关的&TCP/IP&技术文件而已。不过&Internet&最重要的就是&IP&啊！所以，&这个小节就让我们来讲讲网络层的&IP&与路由吧！
2.3.1&IP&封包的封装
目前因特网社会的&IP&有两种版本，一种是目前使用最广泛的&IPv4&(Internet&Protocol&version&4,&因特网协定第四版)，&一种则是预期未来会热门的&IPv6&。IPv4&记录的地址由于仅有&32&位，预计在&2020&年前后就会分发完毕，如此一来，&新兴国家或者是新的网络公司，将没有网络可以使用。为了避免这个问题发生，因此就有&IPv6&的产生。&IPv6&的地址可以达到&128&位，可以多出&2&的&96&次方倍的网址数量，这样的&IP&数量几乎用不完啦！虽然&IPv6&具有前瞻性，但目前主流媒体大多还是使用&IPv4&，因此本文主要谈到的&IP&都指&IPv4&而言喔！()
我们在前一小节谈到&MAC&的封装，那么&IP&封包的封装也得要来了解一下，才能知道&IP&到底是如何产生的啊！&IP&封包可以达到&65535&bytes&这么大，在比&MAC&大的情况下，我们的操作系统会对&IP&进行拆解的动作。至于&IP&封装的表头数据绘制如下：(下图第一行为每个字段的&bit&数)
Type&of&Service
Total&Length
Identification
Fragmentation&Offset
Time&To&Live
Header&Checksum
Source&Address
Destination&Address
图&2.3-1、IP&封包的表头资料
在上面的图示中有个地方要注意，那就是『每一行所占用的位数为&32&bits』，&各个表头的内容分别介绍如下：
Version(版本)
宣告这个&IP&封包的版本，例如目前惯用的还是&IPv4&这个版本就在这里宣告。
IHL(Internet&Header&Length,&IP表头的长度)
告知这个&IP&封包的表头长度，使用的单位应该是字组&(word)&，一个字组为&4bytes&大小喔。
Type&of&Service(服务类型)
这个项目的内容为『PPPDTRUU』，表示这个&IP&封包的服务类型，主要分为：
PPP：表示此&IP&封包的优先度，目前很少使用；
D：若为&0&表示一般延迟(delay)，若为&1&表示为低延迟；
T：若为&0&表示为一般传输量&(throughput)，若为&1&表示为高传输量；
R：若为&0&表示为一般可靠度(reliability)，若为&1&表示高可靠度。
UU：保留尚未被使用。
举例来说，gigabit&以太网络的种种相关规格可以让这个&IP&封包加速且降低延迟，某些特殊的标志就是在这里说明的。
Total&Length(总长度)
指这个&IP&封包的总容量，包括表头与内容&(Data)&部分。最大可达&65535&bytes。
Identification(辨别码)
我们前面提到&IP&袋子必须要放在&MAC&袋子当中。不过，如果&IP&袋子太大的话，就得先要将&IP&再重组成较小的袋子然后再放到&MAC&当中。而当&IP&被重组时，每个来自同一个&IP&的小袋子就得要有个标识符以告知接收端这些小袋子其实是来自同一个&IP&封包才行。&也就是说，假如&IP&封包其实是&65536&那么大&(前一个&Total&Length&有规定)，&那么这个&IP&就得要再被分成更小的&IP&分段后才能塞进&MAC&讯框中。那么每个小&IP&分段是否来自同一个&IP&资料，呵呵！那就是这个标识符的功用啦！
Flags(特殊旗标)
这个地方的内容为『0DM』，其意义为：
D：若为&0&表示可以分段，若为&1&表示不可分段
M：若为&0&表示此&IP&为最后分段，若为&1&表示非最后分段。
Fragment&Offset(分段偏移)
表示目前这个&IP&分段在原始的&IP&封包中所占的位置。就有点像是序号啦，有这个序号才能将所有的小&IP&分段组合成为原本的&IP&封包大小嘛！透过&Total&Length,&Identification,&Flags&以及这个&Fragment&Offset&就能够将小&IP&分段在收受端组合起来啰！
Time&To&Live(TTL,&存活时间)
表示这个&IP&封包的存活时间，范围为&0-255。当这个&IP&封包通过一个路由器时，&TTL&就会减一，当&TTL&为&0&时，这个封包将会被直接丢弃。说实在的，要让&IP&封包通过&255&个路由器，还挺难的～&^_^
Protocol&Number(协定代码)
来自传输层与网络层本身的其他数据都是放置在&IP&封包当中的，我们可以在&IP&表头记载这个&IP&封包内的资料是啥，&在这个字段就是记载每种数据封包的内容啦！在这个字段记载的代码与相关的封包协议名称如下所示：
IP&内的号码
封包协议名称(全名)
ICMP&(Internet&Control&Message&Protocol)
IGMP&(Internet&Group&Management&Protocol)
GGP&(Gateway-to-Gateway&Protocol)
IP&(IP&in&IP&encapsulation)
TCP&(Transmission&Control&Protocol)
EGP&(Exterior&Gateway&Protocol)
UDP&(User&Datagram&Protocol)
当然啦，我们比较常见到的还是那个&TCP,&UDP,&ICMP&说！
Header&Checksum(表头检查码)
用来检查这个&IP&表头的错误检验之用。
Source&Address
还用讲吗？当然是来源的&IP&地址，从这里我们也知道&IP&是&32&位喔！
Destination&Address
有来源还需要有目标才能传送，这里就是目标的&IP&地址。
Options&(其他参数)
这个是额外的功能，提供包括安全处理机制、路由纪录、时间戳、严格与宽松之来源路由等。
Padding(补齐项目)
由于&Options&的内容不一定有多大，但是我们知道&IP&每个数据都必须要是&32&bits，所以，若&Options&的数据不足&32&bits&时，则由&padding&主动补齐。
你只要知道&IP&表头里面含有：&TTL,&Protocol,&来源地址与目标地址也就够了！而这个&IP&表头的来源与目标&IP&，以及那个判断通过多少路由器的&TTL&，就能了解到这个&IP&将被如何传送到目的端吶。后续各小节我们将介绍&IP&的组成与范围，还有&IP&封包如何传送的机制&(路由)&等等。
2.3.2&IP&地址的组成与分级
现在我们知道&IP&(Internet&Protocol)&其实是一种网络封包，而这个封包的表头最重要的就是那个&32&位的来源与目标地址！&为了方便记忆，所以我们也称这个&32&bits&的数值为&IP&网络地址就是了。因为网络是人类发明的，所以很多概念与邮务系统类似！&那这个&IP&其实就类似所谓的『门牌号码』啦！那么这个&IP&有哪些重要的地方需要了解的呢？底下我们就来谈一谈吧！
既然&IP&的组成是&32&bits&的数值，也就是由&32&个&0&与&1&组成的一连串数字！那么当我们思考所有跟&IP&有关的参数时，你就应该要将该参数想成是&32&位的数据喔！&不过，因为人类对于二进制实在是不怎么熟悉，所以为了顺应人们对于十进制的依赖性，因此，就将&32&bits&的&IP&分成四小段，每段含有&8&个&bits&，将&8&个&bits&计算成为十进制，并且每一段中间以小数点隔开，那就成了目前大家所熟悉的&IP&的书写模样了。如下所示：
IP&的表示式：
00.&&&==&&0.0.0.0
11.&&&==&&255.255.255.255
所以&IP&最小可以由&0.0.0.0&一直到&255.255.255.255&哩！但在这一串数字中，其实还可以分为两个部分喔！&主要分为&Net_ID&(网域号码)与&Host_ID&(主机号码)&两部份。我们先以&192.168.0.0&~&192.168.0.255&这个&Class&C&的网域当作例子来说明好了：
192.168.0.0~192.168.0.255&这个&Class&C&的说明：
|----------Net_ID---------|-host--|
在上面的范例当中，前面三组数字&(192.168.0)&就是网域号码，最后面一组数字则称为主机号码。&至于同一个网域的定义是『在同一个物理网段内，主机的&IP&具有相同的&Net_ID&，并且具有独特的&Host_ID』，那么这些&IP&群就是同一个网域内的&IP&网段啦！&
什么是物理网段呢？当所有的主机都是使用同一个网络媒体串在一起，&这个时候这些主机在实体装置上面其实是联机在一起的，那么就可以称为这些主机在同一个物理网段内了！&同时并请注意，同一个物理网段之内，可以依据不同的&IP&的设定，而设定成多个『IP&网段』喔！&
上面例子当中的&192.168.0.0,&192.168.0.1,&192.168.0.2,&....,&192.168.0.255&(共&256&个)&这些&IP&就是同一个网域内的&IP&群(同一个网域也称为同一个网段！)，请注意，同一个&Net_ID&内，不能具有相同的&Host_ID&，否则就会发生&IP&冲突，可能会造成两部主机都没有办法使用网络的问题！
IP&在同一网域的意义
那么同一个网域该怎么设定，与将&IP&设定在同一个网域之内有什么好处呢？
Net_ID&与&Host_ID&的限制：
在同一个网段内，Net_ID&是不变的，而&Host_ID&则是不可重复，此外，Host_ID&在二进制的表示法当中，不可同时为&0&也不可同时为&1&，因为全为&0&表示整个网段的地址&(Network&IP)，而全为&1&则表示为广播的地址&(Broadcast&IP)。例如上面的例子当中，192.168.0.0&(Host_ID&全部为&0)以及&192.168.0.255&(Host_ID&全部为&1)&不可用来作为网段内主机的&IP&设定，也就是说，这个网段内可用来设定主机的&IP&是由&192.168.0.1&到&192.168.0.254；
在区网内透过&IP&广播传递数据
在同物理网段的主机如果设定相同的网域&IP&范围&(不可重复)，则这些主机都可以透过&CSMA/CD&的功能直接在区网内用广播进行网络的联机，亦即可以直接网卡对网卡传递数据&(透过&MAC&讯框)；
设定不同区网在同物理网段的情况
在同一个物理网段之内，如果两部主机设定成不同的&IP&网段，则由于广播地址的不同，导致无法透过广播的方式来进行联机。&此时得要透过路由器&(router)&来进行沟通才能将两个网域连结在一起。
网域的大小
当&Host_ID&所占用的位越大，亦即&Host_ID&数量越多时，表示同一个网域内可用以设定主机的&IP&数量越多。
所以说，贵单位公司内的计算机群，或者是你宿舍或家里面的所有计算机，当然都设定在同一个网域内是最方便的，&因为如此一来每一部计算机都可以直接透过&MAC&来进行数据的交流，而不必经由&Router&(路由器)&来进行封包的转递呢！(Router&这部份在才会提及)。
IP&与门牌号码的联想
刚接触到&IP&组成的朋友都很困扰，又分啥网域号码与主机号码，烦死了！其实，你不用烦恼啊！使用门牌号码的概念来想即可。&既然&IP&是门牌，那拿我们昆山科技大学的门牌来说好了，我们的门牌是：『台南市永康区大湾路&949&号』，&假设整个大湾路是同一个巷弄，那么我们这个门牌的网域号码『台南市永康区大湾路』而我的主机号码就是『&949&号』，&那么整条大湾路上面只要是开头为『台南市永康区大湾路』的，就是跟我们同一个网域啰！当然啦，门牌号码不可能有第二个&949&号啊！这样理解否？
另外，Host_ID&全为&0&与全为&1&(二进制的概念)&时，代表整条巷子的第一个与最后一个门牌，而第一个门牌我们让他代表整条巷子，&所以又称为&Network&IP，就是巷子口那个&XXX&巷的立牌啦！至于最后一个&IP&，则代表巷子尾，亦即本条巷子的最后一个门牌，&那就是我们在巷子内广播时的最后一个&IP&，又称为&Broadcast&IP&的啰。
在我们这个巷子内，我们可以透过大声公用广播的方式跟大家沟通讯息，例如前几年很热门的张君雅小妹妹的泡面广告，&在巷子内透过广播告诉张君雅小妹妹，你阿嬷将泡面煮好了，赶快回家吃面去！那如果不是张君雅小妹妹呢？就将该讯息略过啊！&这样有没有联想到&CSMA/CD&的概念呢？
那如果你的数据不是要给本巷子内的门牌呢？此时你就得要将资料拿给巷子内的邮局&(路由器)，由邮局帮你传送，&你只要知道巷子内的那间邮局在哪里即可，其他的就让邮局自己帮你把信件传出去即可啊！这就是整个区网与门牌对应的想法！&这样有没有比较清晰啊？
你应该要想到一个问题，那就是我的总门牌『台南市永康区大湾路&949&号』中，到哪里是巷子而到哪里是门牌？&如果到『台南市』是巷子，那么我的门牌将有好多乡镇的组成，如果巷子号码到『台南市永康区』时，&那么我们的门牌就又少了点。所以说，这个『巷子』的大小，将会影响到我们主机号码的数量！
为了解决这个问题，以及为了&IP&管理与发放注册的方便性，InterNIC&将整个&IP&网段分为五种等级，&每种等级的范围主要与&IP&那&32&bits&数值的前面几个位有关，基本定义如下：
以二进制说明&Network&第一个数字的定义：
Class&A&:&0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx&&==&&NetI_D&的开头是&0
&&&&&&&&&&|--net--|---------host------------|
Class&B&:&10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx&&==&&NetI_D&的开头是&10
&&&&&&&&&&|------net-------|------host------|
Class&C&:&110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx&&==&&NetI_D&的开头是&110
&&&&&&&&&&|-----------net-----------|-host--|
Class&D&:&1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx&&==&&NetI_D&的开头是&1110
Class&E&:&1111xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx&&==&&NetI_D&的开头是&1111
五种分级在十进制的表示：
Class&A&:&&&0.xx.xx.xx&~&127.xx.xx.xx
Class&B&:&128.xx.xx.xx&~&191.xx.xx.xx
Class&C&:&192.xx.xx.xx&~&223.xx.xx.xx
Class&D&:&224.xx.xx.xx&~&239.xx.xx.xx
Class&E&:&240.xx.xx.xx&~&255.xx.xx.xx
根据上表的说明，我们可以知道，你只要知道&IP&的第一个十进制数，就能够约略了解到该&IP&属于哪一个等级，&以及同网域&IP&数量有多少。这也是为啥我们上头选了&192.168.0.0&这一&IP&网段来说明时，会将巷子定义到第三个数字之故。&不过，上表中你只要记忆三种等级，亦即是&Class&A,&B,&C&即可，因为&Class&D&是用来作为群播&(multicast)&的特殊功能之用&(最常用在大批计算机的网络还原)，至于&Class&E&则是保留没有使用的网段。因此，能够用来设定在一般系统上面的，就只有&Class&A,&B,&C&三种等级的&IP&啰！
2.3.3&IP&的种类与取得方式
接下来要跟大家谈一谈也是很容易造成大家困扰的一个部分，那就是&IP&的种类！很多朋友常常听到什么『真实IP,&实体&IP,&虚拟&IP,&假的&IP....』烦都烦死了～其实不要太紧张啦！实际上，在&IPv4&里面就只有两种&IP&的类别，分别是：
Public&IP&:&公共&IP&，经由&INTERNIC&所统一规划的&IP，有这种&IP&才可以连上&Internet&；
Private&IP&:&私有&IP&或保留&IP，不能直接连上&Internet&的&IP&，&主要用于局域网络内的主机联机规划。
早在&IPv4&规划的时候就担心&IP&会有不足的情况，而且为了应付某些企业内部的网络设定，于是就有了私有&IP&(Private&IP)&的产生了。私有&IP&也分别在&A,&B,&C&三个&Class&当中各保留一段作为私有&IP&网段，那就是：
Class&A：10.0.0.0&&&&-&10.255.255.255
Class&B：172.16.0.0&&-&172.31.255.255
Class&C：192.168.0.0&-&192.168.255.255
由于这三段&Class&的&IP&是预留使用的，所以并不能直接作为&Internet&上面的连接之用，不然的话，到处就都有相同的&IP&啰！那怎么行！网络岂不混乱？所以啰，这三个&IP&网段就只做为内部私有网域的&IP&沟通之用。简单的说，他有底下的几个限制：
私有&IP&的路由信息不能对外散播&(只能存在内部网络)；
使用私有&IP&作为来源或目的地址的封包，不能透过&Internet&来转送&(不然网络会混乱)；
关于私有&IP&的参考纪录(如&DNS)，只能限于内部网络使用&(一样的原理啦)
这个私有&IP&有什么好处呢？由于他的私有路由不能对外直接提供信息，所以，你的内部网络将不会直接被&Internet&上面的&Cracker&所攻击！但是，你也就无法以私有&IP&来『直接上网』啰！因此相当适合一些尚未具有&Public&IP&的企业内部用来规划其网络之设定！否则当你随便指定一些可能是&Public&IP&的网段来规划你企业内部的网络设定时，万一哪一天真的连上&Internet&了，那么岂不是可能会造成跟&Internet&上面的&Public&IP&相同了吗？
此外，在没有可用的公开网络情况下，如果你想要跟同学玩联机游戏怎办？也就是说，在区网内自己玩自己的联机游戏，&此时你只要规范好所有同学在同一段私有&IP&网段中，就能够顺利的玩你的网络啦！就这么简单呢！
那么万一你又要将这些私有&IP&送上&Internet&呢？这个简单，设定一个简单的防火墙加上&NAT&(Network&Address&Transfer)&服务，你就可以透过&IP&伪装&(不要急，这个在后面也会提到)&来使你的私有&IP&的计算机也可以连上&Internet&啰！
特殊的&loopback&IP&网段
好了，那么除了这个预留的&IP&网段的问题之外，还有没有什么其他的怪东西呢？当然是有啦！不然鸟哥干嘛花时间来唬&XX&呢？没错，还有一个奇怪的&Class&A&的网域，那就是&lo&这个奇怪的网域啦&(注意：是小写的&o&而不是零喔)！这个&lo&的网络是当初被用来作为测试操作系统内部循环所用的一个网域，同时也能够提供给系统内部原本就需要使用网络接口的服务&(daemon)&所使用。
简单的说，如果你没有安装网络卡在的机器上面，&但是你又希望可以测试一下在你的机器上面设定的服务器环境到底可不可以顺利运作，这个时候怎么办，&嘿嘿！就是利用这个所谓的内部循环网络啦！这个网段在&127.0.0.0/8&这个&Class&A，而且默认的主机&(localhost)&的&IP&是&127.0.0.1&呦！所以啰，当你启动了你的&WWW&服务器，然后在你的主机的&X-Window&上面执行&http://localhost&就可以直接看到你的主页啰！而且不需要安装网络卡呢！测试很方便吧！
此外，你的内部使用的&mail&怎么运送邮件呢？例如你的主机系统如何&mail&给&root&这个人呢？嘿嘿！也就是使用这一个内部循环啦！当要测试你的&TCP/IP&封包与状态是否正常时，可以使用这个呦！(所以哪一天有人问你嘿！你的主机上面没有网络卡，&那么你可以测试你的&WWW&服务器设定是否正确吗？这个时候可得回答：当然可以啰！使用&127.0.0.1&这个&Address&呀！&^_^&)
IP&的取得方式
谈完了&IP&的种类与等级还有相关的子域概念后，接下来我们得来了解一下，那么主机的&IP&是如何设定的呢？&基本上，主机的&IP&与相关网域的设定方式主要有：
直接手动设定(static)：&你可以直接向你的网管询问可用的&IP&相关参数，然后直接编辑配置文件&(或使用某些软件功能)&来设定你的网络。&常见于校园网络的环境中，以及向&ISP&申请固定&IP&的联机环境；
透过拨接取得：&向你的&ISP&申请注册，取得账号密码后，直接拨接到&ISP&，你的&ISP&会透过他们自己的设定，让你的操作系统取得正确的网络参数。&此时你并不需要手动去编辑与设定相关的网络参数啦。目前台湾的&ADSL&拨接、光纤到大楼、光纤到府等，大部分都是使用拨接的方式。&为因应用户的需求，某些&ISP&也提供很多不同的&IP&分配机制。包括&hinet,&seednet&等等都有提供&ADSL&拨接后取得固定&IP&的方式喔！&详情请向你的&ISP&洽询。
自动取得网络参数&(DHCP)：&在局域网络内会有一部主机负责管理所有计算机的网络参数，你的网络启动时就会主动向该服务器要求&IP&参数，&若取得网络相关参数后，你的主机就能够自行设定好所有服务器给你的网络参数了。最常使用于企业内部、IP&分享器后端、&校园网络与宿舍环境，及缆线宽带等联机方式。
不管是使用上面哪种方式取得的&IP&，你的&IP&都只有所谓的『&Public&与&Private&IP&』而已！而其他什么浮动式、固定制、&动态式等等有的没有的，就只是告诉你这个&IP&取得的方式而已。举例来说，台湾地区&ADSL&拨接后取得的&IP&通常是&public&IP，&但是鸟哥曾接到香港网友的来信，他们&ADSL&拨接后，取得的&IP&是&Private&，所以导致无法架设网站喔！
2.3.4&Netmask,&子网与&CIDR&(Classless&Interdomain&Routing)
我们前面谈到&IP&是有等级的，而设定在一般计算机系统上面的则是&Class&A,&B,&C。现在我们来想一想，如果我们设定一个区网，&使用的是&Class&A&，那么我们很容易就会想到，哪有这么多计算机可以设定在同一个&Class&A&的区段内&(256x256x256-2=)&？&而且，假设真有这么多计算机好了，回想一下&CSMA/CD&吧，你的网络恐怕会一直非常停顿，因为妳得要接到一千多万台计算机对你的广播...&光是想到一千多万台的广播，你的网络还能使用吗？真没效率！
此外，分为&Class&的&IP&等级，是为了管理方面的考虑，事实上，我们不可能将一个&Class&A&仅划定为一个区网。举例来说，&我们昆山取得的&Public&IP&是&120.xxx&开头的，但是其实我们只有&120.114.xxx.xxx&而已，并没有取得整个&Class&A&喔！&因为我们学校也用不了这么多嘛！这个时候，我们就得要理解一下啰，就是，怎么将&Class&A&的网段变小？换句话说，&我们如何将网域切的更细呢？这样不就可以分出更多段的区网给大家设定了？
前面我们提到&IP&这个&32&位的数值中分为网域号码与主机号码，其中&Class&C&的网域号码占了&24&位，而其实我们还可以将这样的网域切的更细，就是让第一个&Host_ID&被拿来作为&Net_ID&，所以，整个&Net_ID&就有&25&bits&，至于&Host_ID&则减少为&7&bits&。在这样的情况下，原来的一个&Class&C&的网域就可以被切分为两个子域，而每个子域就有『&256/2&-&2&=&126&』个可用的&IP&了！这样一来，就能够将原本的一个网域切为两个较细小的网域，方便分门别类的设计喔。
Netmask,&或称为&Subnet&mask&(子网掩码)
那到底是什么参数来达成子网的切分呢？那就是&Netmask&(子网掩码)&的用途啦！这个&Netmask&是用来定义出网域的最重要的一个参数了！不过他也最难理解了～@。为了帮助大家比较容易记忆住&Netmask&的设定依据，底下我们介绍一个比较容易记忆的方法。同样以&192.168.0.0&~&192.168.0.255&这个网域为范例好了，如下所示，这个&IP&网段可以分为&Net_ID&与&Host_ID，既然&Net_ID&是不可变的，那就假设他所占据的&bits&已经被用光了&(全部为&1)，而&Host_ID&是可变的，就将他想成是保留着&(全部为&0)，所以，&Netmask&的表示就成为：
192.168.0.0~192.168.0.255&这个&C&Class&的&Netmask&说明
第一个&IP：&00.
最后一个&：&00.
&&&&&&&&&&&&|----------Net_ID---------|-host--|
Netmask&&：&11.&&&==&Netmask&二进制
&&&&&&&&&：&&&255&&&.&&255&&&.&&255&&&.&&&0&&&&&&&==&Netmask&十进制
特别注意喔，netmask&也是&32&位，在数值上，位于&Net_ID&的为&1&而&Host_ID&为&0
将他转成十进制的话，就成为『255.255.255.0』啦！&这样记忆简单多了吧！照这样的记忆方法，那么&A,&B,&C&Class&的&Netmask&表示就成为这样：
Class&A,&B,&C&三个等级的&Netmask&表示方式：
Class&A&:&00.&==&&255.&&0.&&0.&&0
Class&B&:&00.&==&&255.255.&&0.&&0
Class&C&:&11.&==&&255.255.255.&&0
所以说，&192.168.0.0&~&192.168.0.255&这个&Class&C&的网域中，他的&Netmask&就是&255.255.255.0&！再来，我们刚刚提到了当&Host_ID&全部为&0&以及全部为&1&的时后该&IP&是不可以使用的，因为&Host_ID&全部为&0&的时后，表示&IP&是该网段的&Network&，至于全部为&1&的时后就表示该网段最后一个&IP&，也称为&Broadcast&，所以说，在&192.168.0.0&~&192.168.0.255&这个&IP&网段里面的相关网络参数就有：
Netmask:&&&255.255.255.0&&&&==网域定义中，最重要的参数
Network:&&&192.168.0.0&&&&&&==第一个&IP
Broadcast:&192.168.0.255&&&&==最后一个&IP
可用以设定成为主机的&IP&数：
192.168.0.1&~&192.168.0.254
好了，刚刚提到&Class&C&还可以继续进行子域&(Subnet)&的切分啊，以&192.168.0.0&~192.168.0.255&这个情况为例，他要如何再细分为两个子域呢？我们已经知道&Host_ID&可以拿来当作&Net_ID，那么&Net_ID&使用了&25&bits&时，就会如下所示：
原本的&C&Class&的&Net_ID&与&Host_ID&的分别
00.&&&&&&Network:&&&192.168.0.0
00.&&&&&&Broadcast:&192.168.0.255
|----------Net_ID---------|-host--|
切成两个子网之后的&Net_ID&与&Host_ID&为何？
00.0&0000000&&多了一个&Net_ID&了,&为&0&(第一个子网)
00.1&0000000&&多了一个&Net_ID&了,&为&1&(第二个子网)
|----------Net_ID-----------|-host--|
第一个子网
Network:&&&00.0&0000000&&&192.168.0.0
Broadcast:&00.0&1111111&&&192.168.0.127
&&&&&&&&&&&|----------Net_ID-----------|-host-|
Netmask:&&&11.1&0000000&&&255.255.255.128
第二个子网
Network:&&&00.1&0000000&&&192.168.0.128
Broadcast:&00.1&1111111&&&192.168.0.255
&&&&&&&&&&&|----------Net_ID-----------|-host-|
Netmask:&&&11.1&0000000&&&255.255.255.128
所以说，当再细分下去时，就会得到两个子域，而两个子域还可以再细分下去喔&(Net_ID&用掉&26&bits&....)。呵呵！如果你真的能够理解&IP,&Network,&Broadcast,&Netmask&的话，恭喜你，未来的服务器学习之路已经顺畅了一半啦！&^_^
试着计算出&172.16.0.0，但&Net_ID&占用&23&个位时，这个网域的&Netmask,&Network,&Broadcast&等参数&
由于&172.16.xxx.xxx&是在&Class&B&的等级当中，亦即&Net_ID&是&16&位才对。不过题目给的&Net_ID&占用了&23&个位喔！&等于是向&Host_ID&借了&(23-16)&7&个位用在&Net_ID&当中。所以整个&IP&的地址会变成这样：
预设：&&&&&&&172&&.&&16&&&&..
&&&&&&&&&&|----Net_ID--------------|--Host---|
Network:&&&&&172&&.&&16&&&&..&&&172.16.0.0
Broadcast:&&&172&&.&&16&&&&..&&&172.16.1.255
Netmask:&&1&0.&&&255.255.254.0
鸟哥在这里有偷懒，因为这个&IP&段的前&16&个位不会被改变，所以并没有计算成二进制&(172.16)，&真是不好意思啊～至于粗体部分则是代表&host_ID&啊！&
其实子网的计算是有偷吃步的，我们知道&IP&是二进制，每个位就是&2&的次方。又由于&IP&数量都是平均分配到每个子网去，&所以，如果我们以&192.168.0.0&~&192.168.0.255&这个网段来说，要是给予&Net_ID&是&26&位时，总共分为几段呢？&因为&26-24=2&，所以总共享掉两个位，因此有&2&的&2&次方，得到&4&个网段。再将&256&个&IP&平均分配到&4&个网段去，&那我们就可以知道这四个网段分别是：
192.168.0.0~192.168.0.63
192.168.0.64~192.168.0.127
192.168.0.128~192.168.0.191
192.168.0.192~192.168.0.255
有没有变简单的感觉啊？那你再想想，如果同样一个网段，那&Net_ID&变成&27&个位时，又该如何计算呢？自己算算看吧！&
无层级&IP：&CIDR&(Classless&Interdomain&Routing)
一般来说，如果我们知道了&Network&以及&Netmask&之后，就可以定义出该网域的所有&IP&了！因为由&Netmask&就可以推算出来&Broadcast&的&IP&啊！因此，我们常常会以&Network&以及&Netmask&来表示一个网域，例如这样的写法：
Network/Netmask
192.168.0.0/255.255.255.0
192.168.0.0/24&&&&&==因为&Net_ID&共有&24&个&bits
另外，既然&Netmask&里面的&Net_ID&都是&1&，那么&Class&C&共有&24&bits&的&Net_ID&，所以啦，就有类似上面&192.168.0.0/24&这样的写法啰！这就是一般网域的表示方法。&同理可证，在上述的偷吃步计算网域方法中，四个网段的写法就可以写成：
192.168.0.0/26
192.168.0.64/26
192.168.0.128/26
192.168.0.192/26
事实上，由于网络细分的情况太严重，为了担心路由信息过于庞大导致网络效能不佳，因此，某些特殊情况下，&我们反而是将&Net_ID&借用来作为&Host_ID&的情况！这样就能够将多个网域写成一个啦！举例来说，我们将&256&个&Class&C&的私有&IP&(192.168.0.0~192.168.255.255)&写成一个路由信息的话，那么这个网段的写法就会变成：&192.168.0.0/16，反而将&192&开头的&Class&C&变成&class&B&的样子了！&这种打破原本&IP&代表等级的方式&(透过&Netmask&的规范)&就被称为无等级网域间路由&(CIDR)&啰！&()
老实说，你无须理会啥是无等级网域间路由啦！只要知道，那个&Network/Netmask&的写法，通常就是&CIDR&的写法！&然后，你也要知道如何透过&Netmask&去计算出&Network,&Broadcast&及可用的&IP&等，那你的&IP&概念就相当完整了！^_^
2.3.5&路由概念
我们知道在同一个区网里面，可以透过&IP&广播的方式来达到资料传递的目的。但如果是非区网内的数据呢？&这时就得要透过那个所谓的邮局&(路由器)&的帮忙了！这也是网络层非常重要的概念喔！先来看看什么是区网吧！
请问&192.168.10.100/25&与&192.168.10.200/25&是否在同一个网域内？&
如果经过计算，会发现&192.168.10.100&的&Network&为&192.168.10.0&，但是&192.168.10.200&的&Network&却是&192.168.10.128，由于&Net_ID&不相同，所以当然不在同一个网段内！&关于&Network&与&Netmask&的算法则请参考上一小节。&
如上题所述，那么这两个网段的数据无法透过广播来达到数据的传递啊，那怎办？&此时就得要经过&IP&的路径选择&(routing)&功能啦！我们以下面图示的例子来做说明。&下列图示当中共有两个不同的网段，分别是&Network&A&与&Network&B，这两个网段是经由一部路由器&(Server&A)&来进行数据转递的，好了，那么当&PC01&这部主机想要传送数据到&PC11&时，&他的&IP&封包该如何传输呢？
图&2.3-2、简易的路由示意图
我们知道&Network&A(192.168.0.0/24)&与&Network&B(192.168.1.0/24)&是不同网段，所以&PC01&与&PC11&是不能直接互通数据的。不过，&PC01&与&PC11&是如何知道他们两个不在同一个网段内？这当然是透过&Net_ID&来发现的！那么当主机想要传送数据时，他主要的参考是啥？&很简单！是『路由表&(route&table)』，每部主机都有自己的路由表』，&让我们来看一看预设的情况下，&PC01&要如何将数据传送到&PC02&呢？
查询&IP&封包的目标&IP&地址：
当&PC01&有&IP&封包需要传送时，主机会查阅&IP&封包表头的目标&IP&地址；
查询是否位于本机所在的网域之路由设定：
PC01&主机会分析自己的路由表，当发现目标&IP&与本机&IP&的&Net_ID&相同时(同一网域)，则&PC01&会直接透过区网功能，将数据直接传送给目的地主机。
查询预设路由&(default&gateway)：
但在本案例中，&PC01&与&PC11&并非同一网域，因此&PC01&会分析路由表当中是否有其他相符合的路由设定，&如果没有的话，就直接将该&IP&封包送到预设路由器&(default&gateway)&上头去，在本案例当中&default&gateway&则是&Server&A&这一部。
送出封包至&gateway&后，不理会封包流向：
当&IP&由&PC01&送给&Server&A&之后，&PC01&就不理会接下来的工作。而&Server&A&接收到这个封包后，&会依据上述的流程，也分析自己的路由信息，然后向后继续传输到正确的目的地主机上头。
Gateway&/&Router&：网关/路由器的功能就是在负责不同网域之间的封包转递&(IP&Forwarding)，由于路由器具有&IP&Forwarding&的功能，并且具有管理路由的能力，&所以可以将来自不同网域之间的封包进行转递的功能。此外，你的主机与你主机设定的&Gateway&必定是在同一个网段内喔！&
大致的情况就是这样，所以每一部主机里面都会存在着一个路由表&(Route&table)，数据的传递将依据这个路由表进行传送！而一旦封包已经经由路由表的规则传送出去后，&那么主机本身就已经不再管封包的流向了，因为该封包的流向将是下一个主机&(也就是那部&Router)&来进行传送，而&Router&在传送时，也是依据&Router&自己的路由表来判断该封包应该经由哪里传送出去的！整体来说，数据传送有点像这样：
图&2.3-3、路由的概念
PC&01&要将资料送到&Server&Bingo&去，则依据自己的路由表，将该封包送到&Server&A&去，Server&A&再继续送到&Server&B&，然后在一个一个的接力给他送下去，最后总是可以到达&Server&Bingo&的。
上面的案例是一个很简单的路由概念，事实上，&Internet&上面的路由协议与变化是相当复杂的，因为&Internet&上面的路由并不是静态的，他可以随时因为环境的变化而修订每个封包的传送方向。&举例来说，数年前在新竹因为土木施工导致台湾西部整个网络缆线的中断。&不过南北的网络竟然还是能通，为什么呢？因为路由已经判断出西部缆线的终止，&因此他自动的导向台湾东部的花莲路线，虽然如此一来绕了一大圈，而且造成网络的大塞车，&不过封包还是能通就是了！这个例子仅是想告诉大家，我们上面提的路由仅是一个很简单的静态路由情况，&如果想要更深入的了解&route&，请自行参考相关书籍喔！&^_^&。
此外，在属于&Public&的&Internet&环境中，由于最早时的&IP&分配都已经配置妥当，&所以各单位的路由一经设定妥当后，上层的路由则无须担心啊！IP&的分配可以参考底下的网页：
台湾地区&IP&核发情况：
2.3.6&观察主机路由：&route
既然路由是这么的重要，而且『路由一旦设定错误，&将会造成某些封包完全无法正确的送出去！』&所以我们当然需要好好的来观察一下我们主机的路由表啦！还是请再注意一下，&每一部主机都有自己的路由表喔！观察路由表的指令很简单，就是&route&，这个指令挺难的，我们在后面章节再继续的介绍，这里仅说明一些比较简单的用法：
[&~]#&route&[-n]
选项与参数：
-n&：&将主机名以&IP&的方式显示
[&~]#&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
[&~]#&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
#&上面输出的数据共有八个字段，你需要注意的有几个地方：
#&Destination&：其实就是&Network&的意思；
#&Gateway&&&&&：就是该接口的&Gateway&那个&IP&啦！若为&0.0.0.0&表示不需要额外的&IP；
#&Genmask&&&&&：就是&Netmask&啦！与&Destination&组合成为一部主机或网域；
#&Flags&&&&&&&：共有多个旗标可以来表示该网域或主机代表的意义：
#&&&&&&&&&&&&&&&U：代表该路由可用；
#&&&&&&&&&&&&&&&G：代表该网域需要经由&Gateway&来帮忙转递；
#&&&&&&&&&&&&&&&H：代表该行路由为一部主机，而非一整个网域；
#&Iface&&&&&&&：就是&Interface&(接口)&的意思。
在上面的例子当中，鸟哥是以&PC&01&这部主机的路由状态来进行说明。由于&PC&01&为&192.168.0.0/24&这个网域，所以主机已经建立了这个网域的路由了，那就是『&192.168.0.0&*&255.255.255.0&...&』那一行所显示的讯息！当你下达&route&时，&屏幕上说明了这部机器上面共有三个路由规则，第一栏为『目的地的网域』，例如&192.168.0.0&就是一个网域咯，最后一栏显示的是&『要去到这个目的地要使用哪一个网络接口！』例如&eth0&就是网络卡的装置代号啦。如果我们要传送的封包在路由规则里面的&192.168.0.0/255.255.255.0&或者&127.0.0.0/255.0.0.0&里面时，因为第二栏&Gateway&为&*&，所以就会直接以后面的网络接口来传送出去，而不透过&Gateway&咯！
万一我们要传送的封包目的地&IP&不在路由规则里面，那么就会将封包传送到『default』所在的那个路由规则去，也就是&192.168.0.254&那个&Gateway&喔！所以，几乎每一部主机都会有一个&default&gateway&来帮他们负责所有非网域内的封包转递！这是很重要的概念喔！^_^！&关于更多的路由功能与设定方法，我们在当中会再次的提及呢！
2.3.7&IP&与&MAC：链结层的&ARP&与&RARP&协定
现在我们知道&Internet&上面最重要的就是那个&IP&了，也会计算所谓的局域网络与路由。&但是，事实上用在传递数据的明明就是以太网络啊！以太网络主要是用网卡卡号&(MAC)&的嘛！这就有问题啦！那这两者&(IP&与&MAC)&势必有一个关连性存在吧？没错！那就是我们要谈到的&ARP&(Address&Resolution&Protocol,&网络地址解析)&协议，以及&RARP&(Revers&ARP,&反向网络地址解析)
当我们想要了解某个&IP&其实是设定于某张以太网络卡上头时，我们的主机会对整个区网发送出&ARP&封包，&对方收到&ARP&封包后就会回传他的&MAC&给我们，我们的主机就会知道对方所在的网卡，那接下来就能够开始传递数据啰。&如果每次要传送都得要重新来一遍这个&ARP&协定那不是很烦？因此，当使