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課程查詢 / 電腦網路



第一篇 通訊與網路發展的歷史
第1章 通訊的基本觀念
 1.1 網路的故事
 1.2 網路的應用
 1.3 展望未來
 1.4 如何成為電腦網路的使用者
 1.5 網際網路裡有那些資源
 1.6 溫故知新
第2章 人類通訊科技發展的歷史
 2.1 通訊的源起
 2.2 電信網路的發展史(Telecommunications History)
 2.3 網際網路的發展史(Internet History)
第二篇 訊號與通訊
第3章 鳥瞰電腦網路的結構
 3.1 從最原始的觀念談起
 3.2 訊號(Signal)是網路通訊的小功臣
第4章 通訊介質
 4.1 數據通訊的理論基礎
 4.2 認識通訊介質
 4.3 無線通訊裡使用的訊號
第5章 資料與通訊
 5.1 通訊頻道(Communication Channel)的特徵
 5.2 資料與訊號的轉換技術
 5.3 調變技術簡介
第三篇 ISO/OSI的網路模型
第6章 ISO/OSI模型的基本特性
 6.1 數據通訊與網路模型
第7章 ISO/OSI模型7層架構的介紹
 7.1 實體層(Physical Layer)
 7.2 資料連結層(Data Link Layer)
 7.3 網路層(Network Layer)
 7.4 傳輸層(Transport Layer)
 7.5 會議層(Session Layer)
 7.6 表示層(PresentationLayer)
 7.7 認識應用層
第四篇 網路的分類與架構
第8章 區域網路
 8.1 常見的電腦網路分類法
 8.2 區域網路的基本觀念
 8.3 高速區域網路
 8.4 IEEE 802網路技術概觀
第9章 廣域網路
 9.1 通訊系統的架構
 9.2 通訊網路與電信服務
 9.3 廣域網路
 9.4 解開網路的謎團
 9.5 寬頻網路
第10章 相關的網路協定
 10.1 資料連結層解決的問題
 10.2 媒體存取控制層(MAC Layer)
 10.3 從實例中認識協定的功能
 10.4 資料連結層的交換(Switching)功能
第五篇 認識網際網路TCP/IP的協定與應用
第11章 網際網路簡介
 11.1 網際網路簡介
 11.2 IP位址與網域名稱
 11.3 TCP/IP網路通訊協定入門
 11.4 網際網路的大架構
第12章 TCP/IP與相關協定的介紹
 12.1 從MAC層次上的定址談起
 12.2 網際網路中IP位址的觀念
 12.3 網際網路ARP協定簡介
 12.4 網際網路的路由協定與其他相關規則
第13章 網際網路的應用
 13.1 網際網路的多元化應用
 13.2 和網際網路相關的常見系統指令與工具
第14章 網路安全的觀念與技術
 14.1 網路安全問題
 14.2 網路安全防護
 14.3 無線網路安全
第15章 多媒體通訊
 15.1 多媒體通訊的基本觀念
 15.2 多媒體通訊的應用
 15.3 網路多媒體通訊方式的分類
 15.4 網路多媒體系統(Networked Multimedia Systems)
 15.5 VoIp
 15.6 和多媒體通訊相關的標準
 15.7 近在眼前的互動式多媒體服務
 15.8 未來的發展
第16章 行動與無線通訊
 16.1 簡易電磁學
 16.2 認識電磁波
 16.3 從電磁波的應用開始認識無線通訊
 16.4 電磁波的生物效應
 16.5 無線通訊的定義與簡單的分類
 16.6 無線通訊的產品
 16.7 無線通訊的網路模型
第17章 光通訊網路
 17.1 光通訊網路簡介
 17.2 光通訊的頻寬成長技術
 17.3 光通訊網路的市場
 17.4 未來的展望
第18章 感測網路的原理與應用
 18.1 無線感測網路之簡介
 18.2 無線感測網路系統架構
 18.3 IEEE 802.15.4
 18.4 無線感測網路的應用
書封面
第一篇 通訊與網路發展的歷史
第1章 通訊的基本觀念
  看過Star Trek 影集的人一定記得太空船把人送到星球上的時候只要透過一部機器,「能量化(energize)」以後就馬上把人送到目的地,似乎讓人難以置信。不過,隨著科技的進步,很多的不可能似乎都慢慢地成真,或許有一天真的能把物質也以通訊的方式來傳送!目前看到的網路趨勢是所謂的anywhere, anytime, any device,也就是任何的時間與地點都能使用各種器具來進行通訊,一般人常用的電腦與手機都算是通訊的器具喔!在探討網路的原理之前,讓我們先來看看這樣的功能有什麼樣的應用,然後試著讓自己成為這種科技的使用者。

第2章 人類通訊科技發展的歷史
  網路的發展很多又很複雜,光用分類的方法還是不容易釐清各種技術與發展,有一種方法倒是能幫助我們認識這個領域的全貌:從時間先後的順序來看通訊技術的發展。提到網路,影響最大的應該算是電信網路與網際網路,電信網路開始發展的時間比較早,網際網路雖然發展的晚一點,但是崛起的速度很快,而電信網路反而退居幕後,扮演起網路基礎的角色。認識了通訊的發展史以後可以幫助我們展望通訊科技的未來,同時更了解目前的處境。

第二篇 訊號與通訊
第3章 鳥瞰電腦網路的結構
  電腦網路建立在通訊網路的基礎架構之上,通訊網路負責訊號(signal)的傳遞,而電腦網路則將流通的訊號轉換成有用的數據與資訊。在研討電腦網路之前,我們必須先認識通訊的原理以及目前的通訊基本結構,也就是資料與訊號在網路中的處理機制。隨著科技的進展,電腦與通訊的技術有結合的趨勢,而電信服務的提供者則是整合的關鍵。本章介紹訊號的觀念,讓大家認識訊號與通訊網路的關聯,在後面的章節中會介紹提供通訊網路服務的電信業者以及網路的基礎觀念,幫助大家成為電腦網路的使用者。

第4章 通訊介質
  通訊介質屬於一個通訊系統的實體層(physical layer),在實體層中探討的是頻道(channel),訊號(signal)、介質(medium)等直接跟實體通訊相關的理論與實務,在通訊網路發展的初期,要真正達到通訊的目的,當然這些問題都需要了解和解決,等到通訊網路發展得更成熟而複雜的時候,實體層的功能反而是理所當然的基本網路通訊功能。不過,實體層的技術仍然再演進當中,從有線的通訊到無線通訊,以及未來普及的光纖通訊與網路的整合,對於上層的網路服務來說,實體層的基礎越來越穩固。

第5章 資料與通訊
  訊號(signal)是通訊系統傳送資訊的媒介,訊號可以在很多不同的通道上有效率地傳送。在通訊系統中,訊號可以在一地產生以後送達另外一個地點,訊號的變化越多表示裡頭的內涵很多,訊號傳送得越快則代表傳達的資料量越大。訊號本身是一種媒介,資料以訊號來表示的方式則是一種轉換的過程。通常資料要先轉換成訊號,而訊號要變成傳送通道能接受的型式,這時候才能開始傳送,為什麼要滿足這樣的條件呢?因為通訊要求精確、效率與穩定,在技術上必須為了達到這樣的目的而進行設計。

第三篇 ISO/OSI的網路模型
第6章 ISO/OSI模型的基本特性
  ISO/OSI的網路模型是探討通訊網路時很重要的基礎,ISO是國際標準組織的名稱,OSI則是網路模型的名稱。OSI(Open System Interconnection)中的開放系統(open system)名稱強調要讓兩個不同的系統能進行溝通,在廠商不同與軟硬體設備的差異之下,要讓網路互通本來就是很困難的問題,但是,OSI模型試著從所謂的層次化的架構(layered architecture)來解決這些問題,這裡要注意OSI是一種模型,幫助我們了解一種開放的網路架構與設計,OSI本身並不是網路協定(network protocols)。

第7章 ISO/OSI模型7層架構的介紹
  ISO/OSI網路模型描述的是一個系統化的參考模型,雖然ISO/OSI網路模型發展的過程前後都出現了各種網路協定,大多數的協定在特徵上或多或少都能跟ISO/OSI網路模型相互呼應,當然,我們也可以這麼想,之前出現的協定影響了ISO/OSI網路模型,之後出現的協定則受了ISO/OSI網路模型的影響,所以都扯上關係了。不論如何,只要認識了ISO/OSI網路模型,對於其他網路協定的了解就容易多了。

第四篇 網路的分類與架構
第8章 區域網路
  區域網路(Local Area Network, LAN)對於大多數人來說應該不陌生,因為我們周圍存在著許多的區域網路,即使是一般家裡頭的頻寬分享裝置,也可以看成是小型區域網路架設的基礎,無線網路慢慢普及以後,也產生了所謂的無線區域網路(Wireless LAN, WLAN)。區域網路的發展很早,由於涵蓋的區域比較小,容易達到良好的通訊品質,因此很多頻寬需求高的網路是在區域網路上發跡的,隨著通訊與網路技術的快速進展,區域網路的角色似乎慢慢淡化了,但是相當多相關的基礎與觀念仍然對現有的網路產生了深遠的影響。

第9章 廣域網路
  我們在本章中,將介紹電信網路與廣域網路的發展,讓大家認識通訊網路的功能是如何建立起來的,同時了解提供通訊網路服務的電信業者扮演的角色。現代的網路規劃與設計,例如企業的電信與資訊網路,也需要相當廣泛的區域與廣域網路的知識與了解,我們下面將介紹大家認識這些基礎,融會貫通以後就可以把這些基本觀念,延伸到實際網路的規劃與設計中。分類法(Taxonomy)可以幫助我們釐清複雜分歧的觀念與事物,由於電腦網路的發展歷時甚久,涵蓋的技術層面又廣,適當的分類可以有系統地將網路的特性、功能與種類,清楚地表示出來。區域網路與廣域網路是目前最普遍的電腦網路,原因是區域網路在各行業中的使用率增加,而廣域網路則因區域網路之間的聯結與溝通的需要,而跟著發展起來。我們也會對廣域網路相關的技術與網路協定標準做簡單的介紹。

第10章 相關的網路協定
  資料連結層在OSI的網路模型中屬於點對點的網路協定規格,功能上和實體層是有差異的,一般人對於資料連結層的印象是傳輸介質的共享問題,但是事實上資料連結層所規範的包括下面幾項:
  1.encoding:將資料位元轉換成介質可傳送的型式。
  2.framing:位元串的適當分隔成有利於處理的訊息。
  3.error correction:傳送資料發生錯誤後的處理。
  4.reliable delivery:在無法避免傳訊失誤的情況下保證資料能正確收到。
  5.media access control:共享傳訊通道時的存取使用控制。
  簡單地說,資料連結層可以假設底下的實體層已經能負責把訊號正常地在通訊兩端之間傳送,除此之外的其他問題要由實體層以上的層次來解決,上面5大項的問題由資料連結層負責來解決。了解資料連結層的網路協定以後,可以把觀念再延伸到OSI model其他層次的網路協定,了解各種網路協定的功能與扮演的角色。

第五篇 認識網際網路TCP/IP的協定與應用
第11章 網際網路簡介
  網際網路(Internet)是所有以TCP/IP協定為基礎而連接在一起的電腦網路的統稱,網際網路的使用者增加的速度非常快,使網路上可共用的資源與資源的提供者迅速增加,加上Web瀏覽程式的普及,目前網際網路已經成為企業、組織與個人使用資訊應用的主要管道。本章將介紹網際網路的由來、基本組織與架構。有人說網際網路是上一世紀末(20世紀末)對人類影響最大的科技,所以很值得大家花時間好好地認識一下!

第12章 TCP/IP與相關協定的介紹
  網路協定可以幫助我們了解網路運作的原理,和網際網路相關的協定很多,彼此之間的關係密切,有很多書籍專門探討網際網路的協定,對於這些協定的認識將會解開種種有關於網際網路的奧秘,未來在使用或開發網際網路的應用系統時,會有更深入的體驗。和網際網路的協定有關的RFC文件是相當重要的資料來源,假如有必要深入研討網際網路協定,可以從相關的RFC文件著手。

第13章 網際網路的應用
  網際網路是許多資訊聚集的地方,這句話有點語病,因為網際網路上的資訊分散在各地,事實上並沒有聚集在一起,只是對於使用者來說,好像是大量資訊的組合一樣。就因為網際網路上有很多的資訊,所以有關於網際網路的資料其實在網際網路上就能找到,例如IP位址的管理與分配方式、網際網路的整體架構等,只要是心裡覺得有疑問,都可以運用搜尋的工具試著來找答案。

第14章 網路安全的觀念與技術
  網際網路已經是多數人每天都會使用的一種資源,網路普及化的結果使得愈來愈多的應用系統、服務與有價值的資訊透過網路來運作,因此,資訊安全的威脅亦日益嚴重。網際網路是一個開放的大環境,使用者是否能知道自己在上網中的電腦正受到駭客的攻擊呢?加強對電腦網路上的安全概念與技術,才能知道如何防護自己的電腦免受駭客的攻擊。
  在本章中將從目前網路環境中的安全問題開始介紹,並從整體資訊安全的角度來看網路安全在其中所扮演的角色。接著討論網路安全的防護機制,主要的重點為防火牆的防護與網路通訊的保密。日益普及的無線網路也存在著安全的問題,這些問題造成了什麼樣的威脅?又如何去加強無線網路的防護呢?

第15章 多媒體通訊
  人類對於聲光影像的反應及接受能力遠大於對文字的感應。多媒體將文字、聲音、影像等各種資料的型式整合在一起,並且以不同的方式表達呈現出來。透過電腦網路來傳送多媒體會使網路的用途也跟著多元化。所謂的多媒體通訊(multimedia communications)就包含各種相關科技的使用,讓網路的功能足以支援多媒體的應用。
  多媒體資訊的特質是資料量大而且型式眾多,所以其通訊的需求跟一般純文字型態的資料有極大的不同;頻寬網路所提供的頻寬就是為了因應多媒體通訊的需求,同時也使傳統的視訊與音訊廣播得以經過數位網路來提升品質與穩定性。隨著多媒體通訊與應用而發達的產業很多,像多媒體資訊服務業、網路電子遊戲等,這些產業所塑造的市場也直接或間接地刺激了網路的發展。

第16章 行動與無線通訊
  絕大多數的電磁波看不見也聽不到,更嗅不出氣味來,所以大多數人對於電磁波並沒有什麼特殊的觀感。但是事實上在我們生存的環境裡頭到處充斥著電磁波,而且對於日常的生活有十分重要的影響。在進入無線通訊的主題之前,我們先來認識一下這個似無形又有形的鄰居:電磁波(electromagnetic wave)。無線通訊網路的技術名稱很多,要花很多時間才有辦法熟悉。就以無線通訊網路的分類來說吧!我們可以從語音與數據通訊的功能來區分,但是也常聽到人提起無線通訊的世代(generations),假如要從類比與數位技術來區分也可以,或是乾脆以各種無線通訊網路出現的先後順序來介紹。當然,這些方法都行得通,最重要的是把各種無線通訊網路的特徵、功能與用途弄清楚,那麼不管如何分類都能一目瞭然。

第17章 光通訊網路
  前面介紹行動與無線通訊時,大家看到電磁光譜的頻率範圍分佈的很廣,其中有一些頻率有運用在通訊方面,包括了有線與無線的通訊。由於通訊使用的介質不同,在通訊的品質上往往會有很大的差異,其中光纖在資料速率要求很高的通訊應用裡頭,扮演了相當重要的角色,因為這種需求不是一般的介質能夠達到的。這就是本章探討光通訊網路的原因,我們希望了解光通訊對於網路應用的影響。

第18章 感測網路的原理與應用
  隨著無線通訊、超大型積體電路、及微機電等技術的漸趨成熟,在人們的生活環境中佈置大量、微小、便宜、低耗電、且同時兼具計算及通訊的感測裝置,已經不是遙不可及的夢想,但是如何大規模地將此種智慧型分散式系統融入人們的日常生活環境,並且駕馭及使用這樣的計算能力,目前仍然是非常具挑戰性的問題。無線感測網路(Wireless Sensor Network)提供智慧型分散式系統所需要之基礎建設,其研發及應用正好為前述挑戰提供一個可能的解決方案。本章將簡介無線感測網路之設計理念與其相關之應用。
顏春煌
美國愛荷華州立大學電腦科學博士
現任國立空中大學管理與資訊學系副教授兼系主任

郭秋田
國立清華大學資訊工程博士
現任國立空中大學管理與資訊學系助理教授

曾煜棋
美國俄亥俄州立大學電腦科學博士
現任國立交通大學資訊工程學系教授