電腦網絡基礎

基礎

網絡就是把電腦連接在一起互相分享。小範圍叫 LAN(家、學校),整個世界連接起來就是互聯網 — 最大的 WAN。

適合:中一資訊及通訊科技 · 單元:網絡與互聯網 · 建議學習路徑第 4/13 課

學完呢課,你會識:
  • 網絡=電腦連在一起分享資料
  • LAN 局域網(小)→ WAN 廣域網(大);互聯網是最大 WAN
  • 連接法:Ethernet 有線(快穩)/Wi-Fi 無線(方便)
資訊及通訊科技Information & Communication Technology
讀呢課前,你應該識: 二進制:電腦的語言

§課文原文 Passage

1電腦網絡是把多部電腦與裝置連接起來,互相傳送資料、共用設備的系統。按覆蓋範圍分類:局域網(LAN)覆蓋學校電腦室或家中 Wi-Fi 這類小範圍;廣域網(WAN)則橫跨城市與國家,互聯網便是全球最大的廣域網,中間依靠路由器與交換器分配和管理流量。

2實際應用上,家中的 Wi-Fi 就是一個典型局域網:路由器發出無線訊號,手機、電腦與電視各自連接之後,再經寬頻線路接上互聯網。當瀏覽器輸入網址時,會先由 DNS 把域名翻譯成 IP 地址,資料才能送到正確的伺服器;一旦斷線或 DNS 失效,上網課、打印功課都會立即中斷。

3香港日常例子:屋苑寬頻、港鐵站的免費 Wi-Fi、咖啡店的無線熱點,全部是網絡基礎的應用。學會分辨局域網與廣域網之後,遇到上網問題便能初步判斷原因:只有自己的裝置連不上 Wi-Fi,多數是局域網問題;所有網站都開不到,則可能是 DNS 或網絡供應商的問題,先檢查路由器再致電客戶服務。

1重點摘要 Summary

網絡就是把電腦連接在一起互相分享。小範圍叫 LAN(家、學校),整個世界連接起來就是互聯網 — 最大的 WAN。

2生字卡 Vocabulary

N
Network網絡

兩部或以上電腦連在一起,可以互傳資料。

L
LAN (Local Area Network)局域網

小範圍網絡,例如家、課室、辦公室。

W
WAN (Wide Area Network)廣域網

跨城市、跨國家的大網絡;互聯網是最大的 WAN。

R
Router路由器

為資料選路和分派的裝置;家居上網靠它,還會派發 IP 地址給每部裝置。

W
Wi-Fi / Ethernet無線/有線連接

Wi-Fi 用無線電波連接;Ethernet 用網線,通常更快更穩定。

S
Server & Client伺服器與客戶端

伺服器是全日開著、讓人索取資料的電腦;客戶端就是你的電腦。

M
Modem數據機

把訊號轉換成可以接入互聯網的形式的裝置,與路由器分工不同。

I
Internet互聯網

把全世界的網絡連接在一起的網絡之網,是最大的 WAN。

3逐步講解 Steps

  1. 網絡的價值:共享電腦網絡最重要的價值是資源共享:互相傳送檔案、共用一部打印機、多部裝置共用同一條上網線路。其實只要兩部裝置連接起來,已經構成一個最基本的網絡,例如課室內兩部電腦互傳功課檔案,就是一個最小的局域網。生活例子隨處可見:家中手機把照片傳送到電視播放、同學之間用隔空投放互傳筆記、公司全體員工共用一部打印機,全部都是網絡共享的日常應用。
  2. LAN 與 WAN 的分別局域網(LAN)覆蓋小範圍,例如自己家中或學校校園;廣域網(WAN)把不同地方的局域網連接起來,全球最大的廣域網就是互聯網。判斷方法看範圍:課室內 30 部電腦連成的網絡是 LAN;與外國同學進行視像會議,資料要跨越大洋,靠的是 WAN。家中情境也一樣:手機連接家中 Wi-Fi 屬於 LAN,而手機用流動數據瀏覽外國網站,就走出家門進入了 WAN 的世界。
  3. 有線與無線的取捨連接方式有兩種。有線 Ethernet:網線直接插上路由器,速度快、連線穩定、幾乎不受干擾,是打電動與視像會議的首選。無線 Wi-Fi:不必拉線、可以自由移動,但訊號穿過牆壁會衰減,人多同用時速度也會下降。實際選擇視乎需要:固定位置的桌面電腦與智能電視宜用網線;手機與平板必須無線。家中常見問題是「房間收不到 Wi-Fi」,解決方法是加裝訊號延伸器,或改用網線直接連接。
  4. 路由器的角色家用路由器有兩大職責:第一,把家中網絡接上互聯網,是家中與外界之間的大門;第二,為家中每部裝置派發一個內部 IP 地址,如同屋苑每戶都有門牌,手機、電腦、電視各有一個,資料才能準確送到指定裝置。路由器通常還具備防火牆功能,阻擋外來的惡意連線。家中上網出現問題時,第一個動作是檢查路由器的指示燈;重新啟動路由器,往往能解決大部分連線故障。
  5. 客戶端與伺服器開啟網頁時,你的電腦或手機扮演客戶端(Client),向網站的伺服器(Server)索取資料;伺服器是全日運作、不斷回應要求的強力電腦,YouTube 的影片、網上銀行的帳目都存放在伺服器上。兩者的分工如同餐廳:客戶端是點菜的顧客,伺服器是備好食材、隨時出菜的廚房。一部伺服器可以同時服務成千上萬個客戶端,這正是熱門網站在人多擠迫時變慢的原因。
  6. 頻寬與網速的計算寬頻速度以 Mbps(每秒百萬位元)計算,例如 1000Mbps 光纖入屋。由於 8 bit = 1 byte,1000Mbps 大約等於每秒下載 125MB,下載一部 2GB 電影理論上約需 16 秒。頻寬由全家用戶共享:晚間高峰期家人同時觀看高清影片、下載遊戲,速度便會攤薄,出現緩衝。留意供應商宣傳的「1000Mbps」是最高速上限,實際速度受線路質素、Wi-Fi 距離與同時上網人數影響,一般都低於標稱值。

4圖解 Diagrams

家用網絡:Router 係中心 Home networkRouter 路由器分發上網電話 Wi-Fi電腦 LAN 線智能電視遊戲機無線 Wi-Fi有線較穩Router 負責派 IP 地址+轉發數據——全屋上網嘅交通指揮員屋企上網慢?先睇係 Wi-Fi 訊號弱定係寬頻本身慢——分開測試
圖 1:家用網絡圖

5例題示範 Example

例題:學校電腦室 30 部電腦連接共用一部打印機,再經光纖上網。哪些部分屬於 LAN?哪些屬於 WAN?

  1. 30 部電腦與打印機在課室範圍內互相連接,構成局域網 LAN。
  2. 光纖把課室網絡接通牆外、通往全世界,屬於廣域網 WAN(互聯網)。
  3. 打印機是網絡內提供共享服務的裝置,體現網絡的資源共享價值。
  4. 判斷準則:看連接覆蓋的範圍,課室之內是 LAN,跨越大範圍是 WAN。
  5. 延伸思考:上網故障時,先判斷問題在課室 LAN 內還是牆外 WAN,才能對症下藥。
  6. 答案:課室內 30 部電腦與打印機的連接屬於 LAN;經光纖通往全世界的部分屬於 WAN。排查網絡問題時,先分清故障在局域網內還是外部廣域網,再逐步檢查路由器與線路。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 「Wi-Fi 就是互聯網。」
✓ Wi-Fi 只是一種連接方式;沒有 Wi-Fi 都可以用網線或者流動數據上網。
✗ 「路由器和數據機完全一樣。」
✓ 數據機 Modem 負責把訊號轉換接入互聯網;路由器 Router 負責把資料分派給家中每部裝置。好多家用路由器將兩者合為一體,但功能不同。
✗ 「一部電腦上網不算網絡。」
✓ 只要它連上互聯網,就已經加入了全球最大的網絡。
✗ 「連上了路由器就一定能上網。」
✓ 連上路由器只代表加入了局域網;如果寬頻線路故障、路由器接不通互聯網,照樣打不開任何網站。

75 題快測 Quick check

Q1學校電腦室內部的網絡屬於?A. WAN B. LAN C. 伺服器

Q2寫出有線和無線上網方式各一種。

Q3你開 YouTube 時,你的電腦和 YouTube 的電腦分別叫什麼?

Q4家中有 4 部裝置同時上網,哪個裝置負責派發內部 IP 地址給它們?

Q5打網上遊戲時連線不穩定,家人建議改插網線,為什麼有線通常更穩定?

8重點回顧 Recap

  • 網絡=電腦連在一起分享資料
  • LAN 局域網(小)→ WAN 廣域網(大);互聯網是最大 WAN
  • 連接法:Ethernet 有線(快穩)/Wi-Fi 無線(方便)
  • Client 拿資料,Server 給資料;Router 負責指路
  • 上網有問題時先分辨:問題在自家路由器,還是供應商

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