6-2 目 前 世 界 最 優 越 最 知 名 的 LAN 標 準 IEEE 802.3 具 體 定 義 了 實 體 層 ( 即 第 ㆒ 層 ), 以 及 資 料 鏈 結 層 ( 第 ㆓ 層 ) 的 通 道 存 取 部 分 OSI 模 型 分 為 七 層 IEEE 標 準 只 定 義 最 面 兩 層

6-1 綜 覽 所 有 網 路 送 出 的 資 料 都 是 從 來 源 到 目 的 資 料 傳 輸 後,OSI 模 型 的 資 料 鏈 結 層 會 提 供 網 路 媒 體 和 媒 體 實 體 傳 輸 的 存 取, 使 資 料 可 以 找 到 其 網 路 的 目 的 此 外, 資 料 鏈 結 層 還 處 理 錯 誤 通 知 網 路 拓 樸 和 資 料 流 控 制 在 本 章, 您 將 學 到 LAN 媒 體 和 IEEE 模 型, 以 及 資 料 鏈 結 層 如 何 利 用 媒 體 存 取 控 制 (Media Access Control, MAC) 位 址 提 供 在 實 體 鏈 結 可 靠 的 資 料 傳 輸 如 此, 資 料 鏈 結 層 與 實 體 ( 與 網 路 或 邏 輯 相 反 ) 位 置 解 析 網 路 拓 樸 線 路 規 範 ( 終 端 系 統 如 何 使 用 網 路 鏈 結 ) 錯 誤 通 知 訊 框 的 傳 輸 次 序 和 資 訊 流 量 控 制 有 關 此 外, 您 將 還 學 到 資 料 鏈 結 層 如 何 利 用 MAC 位 址 來 定 義 硬 體 或 資 料 鏈 結 位 址, 使 多 個 工 作 站 可 以 共 享 相 同 的 媒 體, 同 時 又 可 以 彼 此 識 別 6.1 LAN 標 準 6.1.1 第 ㆓ 層 第 ㆒ 層 作 業 包 括 媒 體 信 號 媒 體 的 位 元 流 將 訊 號 送 至 媒 體 的 元 件, 及 各 種 拓 樸 它 在 電 腦 通 訊 扮 演 著 關 鍵 性 的 角 色, 但 無 法 獨 力 完 成 所 有 作 業 它 的 各 項 功 能 都 有 限 制 第 ㆓ 層 可 以 處 理 這 些 限 制 問 題 所 有 第 ㆒ 層 做 不 到 的 事, 都 可 以 交 由 第 ㆓ 層 來 處 理 例 如, 第 ㆒ 層 無 法 與 較 高 層 通 訊, 就 可 以 交 給 第 ㆓ 層 的 邏 輯 鏈 路 控 制 (LLC) 處 理 第 ㆒ 層 無 法 為 電 腦 命 名 或 識 別 電 腦, 就 可 以 交 給 第 ㆓ 層 的 定 址 ( 或 命 名 ) 處 理 第 ㆒ 層 只 能 描 述 位 元 流, 第 ㆓ 層 可 以 進 ㆒ 步 訊 框 化, 將 位 元 資 料 加 以 組 織 或 群 組 化 當 群 組 的 電 腦 同 時 都 要 傳 輸 資 料 時, 第 ㆒ 層 無 法 決 定 哪 ㆒ 台 可 以 傳 輸 ㆓ 進 位 資 料, 可 以 交 給 第 ㆓ 層 的 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 系 統 來 處 理 6.1.2 比 較 OSI 第 ㆒ ㆓ 層 和 各 種 不 同 的 LAN 標 準 網 路 標 準 是 由 電 子 和 電 子 工 程 師 協 會 (IEEE) 這 個 專 業 組 織 定 義 的 IEEE 標 準 ( 包 括 IEEE 802.3 和 IEEE 802.5) 是

6-2 目 前 世 界 最 優 越 最 知 名 的 LAN 標 準 IEEE 802.3 具 體 定 義 了 實 體 層 ( 即 第 ㆒ 層 ), 以 及 資 料 鏈 結 層 ( 第 ㆓ 層 ) 的 通 道 存 取 部 分 OSI 模 型 分 為 七 層 IEEE 標 準 只 定 義 最 面 兩 層, 因 此 資 料 鏈 結 層 又 細 分 為 ㆓: 與 技 術 無 關 的 802.2 LLC 標 準 結 合 第 ㆒ 層 的 技 術 相 關 的 特 殊 部 分 IEEE 將 OSI 的 鏈 結 層 分 為 兩 個 獨 立 的 子 層 認 可 的 IEEE 子 層 有 : 媒 體 存 取 控 制 (MAC) ( 往 與 媒 體 傳 輸 ) 邏 輯 鏈 結 控 制 (LLC) ( 往 與 網 路 層 傳 輸 ) 6.1.3 比 較 IEEE 模 型 和 OSI 模 型 乍 看 之,IEEE 標 準 似 乎 有 兩 點 違 反 了 OSI 模 型 首 先, 它 定 義 自 己 的 層 (LLC), 包 括 其 自 己 的 協 定 資 料 單 位 (PDU) 介 面 等 第 ㆓, 其 MAC 層 標 準 802.3 和 802.5 似 乎 橫 跨 第 ㆓ 層 / 第 ㆒ 層 介 面 然 而,802.3 和 802.5 定 義 了 命 名 訊 框 化 媒 體 存 取 控 制 規 定, 因 為 有 了 這 些 標 準 依 據, 某 些 技 術 才 得 以 開 發 基 本,OSI 模 型 是 ㆒ 種 公 訂 的 準 則, 而 IEEE 則 是 後 來 發 展 出 來 解 決 網 路 建 立 之 後 所 遭 遇 之 問 題 本 課 程 將 繼 續 使 用 OSI 模 型, 但 是 絕 不 可 忘 記 LLC 和 MAC 在 OSI 資 料 鏈 結 層 扮 演 著 重 要 功 能 的 角 色 OSI 模 型 和 IEEE 標 準 之 間 的 另 ㆒ 個 差 異 是 其 網 路 卡 (NIC) 第 ㆓ 層 的 MAC 位 址 存 在 網 路 卡 (NIC), 但 在 多 項 技 術, 網 路 卡 (NIC) 也 內 含 收 發 器 ( 第 ㆒ 層 設 備 ), 可 以 直 接 連 到 實 體 媒 體 故 可 將 網 路 卡 (NIC) 歸 類 為 第 ㆒ 層 兼 第 ㆓ 層 的 設 備 6.1.4 邏 輯 鏈 路 控 制 (LLC) IEEE 建 立 邏 輯 鏈 結 子 層, 讓 資 料 鏈 結 層 的 ㆒ 部 份 可 以 從 現 有 的 技 術 獨 立 作 用 這 ㆒ 層 功 能 多 元, 既 可 提 供 其 的 網

6-3 路 層 協 定 各 種 服 務, 又 可 與 其 各 種 技 術 有 效 通 訊 子 層 LLC 會 參 與 封 裝 處 理 LLC PDU 有 時 也 稱 為 LLC 封 包, 但 較 不 常 用 LLC 會 接 收 網 路 協 定 資 料 (IP 封 包 ), 加 控 制 資 訊, 以 便 協 助 該 IP 封 包 送 達 目 的 它 增 加 ㆓ 個 定 址 元 素 到 802.2 標 準 規 格 - 目 的 服 務 存 取 點 (DSAP) 和 來 源 服 務 存 取 點 (SSAP) 然 後 這 個 重 新 包 裝 的 IP 封 包 就 會 送 到 MAC 子 層, 交 由 特 殊 技 術 進 ㆒ 步 封 裝 及 處 理 資 料 這 些 特 殊 技 術 包 括 像 太 網 路 記 號 環 或 FDDI 等 資 料 鏈 結 層 的 邏 輯 鏈 路 控 制 (LLC) 子 層 可 以 管 理 通 訊, 使 單 ㆒ 網 路 的 各 種 不 同 裝 置 之 間 可 以 互 相 溝 通 LLC 定 義 於 IEEE 802.2 標 準 規 格, 可 支 援 較 高 層 協 定 使 用 的 非 連 接 傳 輸 和 連 接 導 向 服 務 IEEE 802.2 定 義 了 資 料 鏈 結 層 訊 框 的 某 些 欄 位, 使 多 個 較 高 層 協 定 可 以 共 享 同 ㆒ 個 實 體 資 料 鏈 結 6.1.5 MAC 子 層 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 子 層 負 責 處 理 主 機 存 取 實 體 媒 體 時 時 所 遵 循 之 順 序 的 協 定 6.1.6 LLC 為 第 ㆓ 層 的 ㆕ 個 概 念 之 ㆒ 第 ㆓ 層 有 ㆕ 個 您 必 須 學 的 的 概 念 : 1. 第 ㆓ 層 透 過 邏 輯 鏈 路 控 制 (LLC) 與 層 通 訊 2. 它 採 用 平 面 命 名 ( 即 指 定 唯 ㆒ 的 識 別 名 稱 ) 方 式 3. 並 進 ㆒ 步 訊 框 化, 將 資 料 加 以 組 織 或 群 組 化 4. 第 ㆓ 層 使 用 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 選 擇 要 傳 輸 ㆓ 位 元 資 料 的 電 腦, 從 ㆒ 群 要 同 時 傳 輸 的 電 腦 挑 選 6.2 十 六 進 位 數 字 6.2.1 十 六 進 位 數 字 的 MAC 位 址 您 已 經 學 過 十 進 位 與 ㆓ 進 位 數 字 系 統 十 進 位 數 是 以 10 為 基 數 的 系 統, 而 ㆓ 進 位 數 則 以 2 為 基 數 還 有 ㆒ 個 您 必 須 知 道 的 數 字 系 統 為 十 六 進 位 (hex) 或 基 數 16 系 統 您 將 在 列 各 頁 學 到 十 六 進 位 數 字 系 統 十 六 進 位 是 電 腦 系 統 位 元 組 (8 位 元 ) 資 料 表 示 的 速 記 法 我 們 用 它 來 代 表 識 別 名 稱, 因 為 只 要 簡 單 用 兩 個 十 六 進 位 符 號 就 可 以 表 示 ㆒ 個 8 位 元 的 位 元 組 MAC 位 址 長 度 為 48 個 位 元, 因 此 用 12 個 十 六 進 位 數 字 來 表 示, 前 六 個 十 六 進 位 數 受 IEEE 管 制, 表 示 製 造 商 或 廠 商 編 號, 組 成 機 構 單 ㆒ 識 別 子 (OUI) 後 面 六 個 十 六 進 位 數 組 成 介 面 序 號, 或 特 定 廠 商 控 制 的 值 MAC 位 址 有 時 也 稱 為 燒 入 位 址 (BIA), 因 為 它 是 燒 在 唯 讀 記 憶 體 (ROM), 當 網 路 卡 做 初 始 化 時, 會 將 它 載 入 隨 機 存 取 記 憶 體 (RAM)

6-4 6.2.2 基 本 十 六 進 位 數 字 十 六 進 位 是 以 16 為 基 數 的 數 字 系 統, 可 用 來 表 示 MAC 位 址 我 們 說 它 是 以 16 為 基 數, 因 為 它 有 16 個 符 號, 利 用 這 些 符 號 的 各 種 組 合 可 以 表 示 所 有 的 數 字 但 阿 拉 伯 數 字 只 有 十 個 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), 而 以 16 為 基 數 還 需 要 6 個 符 號, 因 此 借 用 英 文 字 母 A B C D E 和 F 來 表 示 在 十 六 進 位 表 示 法, 這 些 符 號 ( 或 稱 數 字 ) 的 位 置, 代 表 16 的 幾 次 方, 即 指 數 或 冪 由 右 至 左, 第 ㆒ 個 數 字 代 表 16 0 ( 或 1), 第 ㆓ 個 數 字 代 表 16 1 ( 或 16), 第 ㆔ 個 數 字 代 表 16 2 ( 或 256), 依 此 類 推 例 如 : 4F6A = (4 x 16 3 )+ (F[15] x 16 2 )+ (6 x 16 1 )+ (A[10] x 16 0 ) = 20330 ( 十 進 位 ) 6.2.3 將 十 進 位 數 字 轉 換 成 十 六 進 位 數 字 如 同 ㆓ 進 位 數, 將 十 進 位 轉 換 成 十 六 進 位 必 須 使 用 餘 數 法 在 本 方 法, 我 們 不 斷 用 基 數 ( 此 案 例 為 16) 來 除 十 進 位 數 字 然 後 將 每 ㆒ 次 的 餘 數 轉 換 成 十 六 進 位 數 字 例 如 : 將 十 進 位 數 24032 轉 成 十 六 進 位 24032/16 = 1502, 其 餘 數 為 0 1502/16 = 93, 其 餘 數 為 14 或 E 93/16 = 5, 其 餘 數 為 13 或 D 5/16 = 0, 其 餘 數 為 5 然 後 倒 回 ㆒㆒ 取 得 餘 數, 便 得 到 十 六 進 位 數 5DE0

6-5 6.2.4 將 十 六 進 位 數 字 轉 換 成 十 進 位 數 字 十 六 進 位 轉 成 十 進 位 時, 將 十 六 進 位 的 數 字 乘 系 統 的 基 數 ( 此 例 為 16) 的 指 數 次 方 例 如 : 將 十 六 進 位 數 3F4B 轉 成 十 進 位 ( 由 右 至 左 計 算 ) 3 x 16 3 = 12288 F(15) x 16 2 = 3840 4 x 16 1 = 64 B(11) x 16 0 = 11 16203 = 相 對 的 十 進 位 數

6-6 6.2.5 使 用 十 六 進 位 和 ㆓ 進 位 數 字 的 方 法 將 ㆓ 進 位 數 轉 成 十 六 進 位 的 方 法 有 ㆓ 第 ㆒ 種 方 法 是 利 用 您 已 經 學 過 的 方 法, 先 將 ㆓ 進 位 數 轉 成 十 進 位, 再 將 十 進 位 數 轉 成 十 六 進 位 第 ㆓ 種 方 法 是 利 用 工 程 計 算 機 但 您 必 須 學 會 如 何 在 ㆓ 進 位 十 進 位 及 十 六 進 位 之 間 作 轉 換, 而 不 倚 賴 計 算 機 在 本 課 程, 您 所 需 要 處 理 的 最 大 十 進 位 數 是 255; 最 長 的 ㆓ 進 位 數 是 8 個 位 元 (11111111); 而 最 大 的 十 六 進 位 數 是 2 個 十 六 進 位 數 字 (FF) 您 必 須 學 會 如 何 快 速 的 轉 換, 且 基 於 實 用 與 考 試 兩 個 目 的, 您 最 好 會 用 心 算 轉 換 6.3 MAC 位 址 6.3.1 資 料 鏈 結 層 MAC 識 別 碼 如 果 沒 有 MAC 位 址, 您 的 LAN 將 有 ㆒ 堆 沒 有 名 字 的 電 腦 因 此, 在 資 料 鏈 結 層, 較 高 層 資 料 會 加 ㆒ 個 表 頭, 可 能 還 會 加 ㆒ 個 尾 標 表 頭 和 尾 標 包 含 控 制 資 訊, 提 供 給 目 的 系 統 的 資 料 鏈 結 層 實 體 較 高 層 實 體 送 來 的 資 料 會 封 裝

6-7 於 資 料 鏈 結 層 表 頭 和 尾 標 間 6.3.2 MAC 位 址 與 網 路 介 面 卡 (NIC) 每 台 電 腦 都 有 ㆒ 個 獨 特 的 辨 識 方 式 電 腦 不 論 有 無 連 接 到 網 路, 都 會 有 ㆒ 個 實 體 位 址 所 有 的 實 體 位 址 都 是 獨 ㆒ 無 ㆓ 的 實 體 位 址 存 在 網 路 介 面 卡 (NIC), 也 稱 為 媒 體 存 取 位 址 或 MAC 位 址 - 在 出 廠 以 前, 硬 體 廠 商 會 指 定 每 ㆒ 網 路 介 面 卡 (NIC) 的 實 體 位 址 這 個 位 址 會 燒 在 網 路 介 面 卡 (NIC) 的 晶 片 因 為 MAC 位 址 存 在 於 網 路 介 面 卡, 若 電 腦 更 換 網 路 介 面 卡, 則 該 工 作 站 的 實 體 位 址 也 會 變 成 新 的 MAC 位 址 MAC 位 址 是 以 十 六 進 位 ( 以 十 六 為 基 數 ) 數 表 示 的 MAC 位 址 有 兩 種 格 式 :0000.0c12.3456 或 00-00-0c-12-34-56 6.3.3 網 路 卡 如 何 使 用 MAC 位 址 太 網 路 和 802.3 LAN 為 廣 播 網 路 所 有 的 工 作 站 都 可 以 看 到 全 部 的 訊 框 每 個 工 作 站 都 必 須 檢 查 各 個 訊 框, 確 認 自 己 是 否 為 該 訊 框 的 目 的 在 太 網 路, 當 某 個 設 備 要 傳 送 資 料 給 另 ㆒ 個 設 備 時, 可 以 用 它 的 MAC 位 址 來 建 立 與 對 方 通 訊 的 管 道 當 來 源 設 備 將 資 料 送 網 路 以 後, 資 料 會 帶 著 其 目 的 的 MAC 位 址 當 這 份 資 料 傳 經 網 路 媒 體 時, 網 路 每 個 設 備 的 網 路 卡 都 會 檢 查 該 資 料 封 包 的 實 體 目 的 位 址, 看 它 是 否 為 自 己 的 MAC 位 址 如 果 不 符 合, 網 路 卡 會 丟 棄 該 封 包 如 果 不 符 合, 網 路 卡 會 忽 略 該 資 料 封 包, 然 後 封 包 將 傳 到 ㆒ 個 工 作 站 當 資 料 傳 經 網 路 時, 每 個 工 作 站 的 網 路 卡 都 會 加 以 核 對 網 路 卡 會 驗 證 封 包 表 頭 的 目 的 位 址, 看 看 位 址 是 否 正 確 當 資 料 經 過 目 的 工 作 站 時, 其 網 路 卡 會 複 製 ㆒ 份, 並 將 資 料 由 封 裝 取 出, 存 入 自 己 的 電 腦

6-8 6.3.4 第 ㆓ 層 位 址 封 裝 和 解 封 裝 封 裝 和 解 封 裝 都 有 ㆒ 個 重 要 的 過 程, 就 是 加 來 源 和 目 的 工 作 站 的 MAC 位 址 沒 有 這 些 位 址, 就 無 法 在 網 路 傳 送 資 料 6.3.5 MAC 定 址 之 限 制 MAC 位 址 在 電 腦 網 路 具 有 極 重 要 的 功 能 它 是 辨 識 電 腦 的 方 式, 使 每 台 主 機 都 有 永 久 唯 ㆒ 的 名 稱, 因 為 MAC 位 址 名 稱 的 可 能 組 合 有 16^12 ( 或 超 過 ㆓ 兆!), 短 期 內 還 不 虞 匱 乏 不 過,MAC 位 址 卻 有 ㆒ 大 缺 點 它 沒 有 結 構, 只 是 單 純 的 平 面 位 址 空 間 每 個 廠 商 都 有 自 己 的 機 構 單 ㆒ 識 別 子, 就 像 身 分 證 號 碼 ㆒ 樣 當 網 路 電 腦 變 多 時, 這 個 缺 點 就 會 造 成 問 題 6.4 訊 框 化 6.4.1 為 何 需 要 訊 框 化 實 體 媒 體 的 編 碼 位 元 流 是 極 高 的 科 技 成 就, 但 光 靠 這 些 還 不 足 以 構 成 通 訊 這 些 編 碼 位 元 流 無 法 提 供 的 資 訊, 由 訊 框 技 術 補 其 不 足, 提 供 通 訊 所 需 的 必 要 資 訊 這 類 的 資 訊 包 括 :

6-9 參 與 通 訊 的 電 腦 有 哪 些 個 別 電 腦 間 的 通 訊 何 時 開 始 何 時 結 束 通 訊 期 間 發 生 的 錯 誤 記 錄 在 電 腦 對 話, 輪 到 誰 發 言 ㆒ 旦 您 知 道 如 何 將 電 腦 命 名, 就 可 以 進 行 ㆒ 步 - 訊 框 化 訊 框 化 是 第 ㆓ 層 的 封 裝 處 理, 而 訊 框 則 是 第 ㆓ 層 協 定 的 資 料 單 位 6.4.2 訊 框 格 式 圖 處 理 位 元 時, 最 精 確 的 圖 示 法 是 電 壓 對 時 間 的 圖 形 不 過, 因 為 您 處 理 的 資 料 及 定 址 與 控 制 資 訊 量 都 比 較 多, 電 壓 時 間 圖 可 能 會 變 得 過 大 而 令 費 解 另 外 ㆒ 種 您 可 以 使 用 的 圖 形 是 訊 框 格 式 圖, 是 根 據 電 壓 與 時 間 圖 演 變 而 來 的 看 圖 時, 由 左 至 右, 就 像 示 波 器 圖 形 訊 框 格 式 圖 顯 示 各 個 位 元 群 組 ( 欄 位 ), 各 負 責 執 行 不 同 的 功 能 6.4.3 ㆔ 種 訊 框 的 範 例 以 是 ㆔ 個 類 似 的 例 子, 可 以 用 以 解 釋 訊 框 : 相 框 的 例 子 相 框 是 相 片 或 圖 片 的 外 框 它 使 相 片 或 圖 片 便 於 攜 帶, 也 可 以 加 以 保 護 在 電 腦 通 訊, 相 框 就 相 當 於 訊 框, 而 相 片 或 圖 片 則 相 當 於 資 料 訊 框 構 成 ㆒ 組 資 料 的 頭 尾, 使 資 料 便 於 傳 輸 訊 框 也 可 以 保 護 資 料, 避 免 出 錯

6-10 包 裝 / 運 送 的 例 子 當 您 在 運 送 龐 大 重 型 包 裹 時, 通 常 會 將 它 層 層 包 裝 最 後 在 裝 貨 櫃 之 前, 必 須 放 貨 板 然 後 裝 箱 電 腦 通 訊 的 情 形 也 很 類 似, 您 可 以 把 這 個 小 心 翼 翼 包 裝 的 物 品 想 成 是 資 料, 而 加 裝 貨 板 與 包 裝 後 的 整 件 貨 物 則 相 當 於 訊 框 電 影 / 電 視 的 例 子 電 影 和 電 視 都 是 由 許 多 畫 面 或 靜 態 相 片 構 成 的, 其 電 影 每 秒 播 放 25 個 畫 面, 電 視 每 秒 則 播 放 30 個 畫 面 因 為 每 ㆒ 個 畫 面 快 速 移 動, 所 以 我 們 的 眼 睛 看 到 的 是 連 續 的 畫 面 而 不 是 個 別 的 畫 面 這 些 畫 面 各 自 傳 送 著 ㆒ 組 ㆒ 組 的 資 料, 合 成 之 後 就 變 成 電 影 畫 面 6.4.4 ㆒ 般 訊 框 格 式 訊 框 隨 著 標 準 不 同, 有 很 多 種 類 型 ㆒ 般 的 訊 框 都 由 欄 位 分 節 構 成, 每 個 欄 位 又 包 含 若 干 位 元 組 欄 位 的 名 稱 包 括 : 訊 框 起 始 欄 位 位 址 欄 位 長 度 / 類 型 / 控 制 欄 位 資 料 欄 位 訊 框 檢 查 字 元 欄 位 訊 框 結 束 欄 位 6.4.5 訊 框 起 始 欄 位 當 電 腦 接 實 體 媒 體 時, 必 須 要 引 起 其 它 電 腦 注 意 的 方 式, 方 可 送 出 訊 框 來 了! 的 訊 息 現 在 有 許 多 技 術 都 可 以 達 到 這 個 目 的, 但 不 論 採 用 哪 ㆒ 種 技 術, 所 有 的 訊 框 都 有 ㆒ 串 起 始 位 元 組, 來 執 行 發 出 訊 號 的 動 作 6.4.6 位 址 欄 位 訊 框 都 有 命 名 資 訊, 如 來 源 電 腦 名 稱 (MAC 位 址 ), 及 目 的 電 腦 名 稱 (MAC 位 址 ) 6.4.7 長 度 / 類 別 欄 位 訊 框 都 有 ㆒ 些 特 殊 欄 位 某 些 技 術, 長 度 欄 位 說 明 訊 框 的 確 切 長 度 有 些 技 術 則 有 類 型 欄 位, 指 定 發 出 傳 送 請 求 的 第 ㆔ 層 協 定 也 有 ㆒ 些 技 術 不 使 用 這 些 特 殊 欄 位 6.4.8 資 料 欄 位

6-11 傳 送 訊 框 是 為 了 取 得 較 高 層 的 資 料, 最 終 的 目 是 從 來 源 電 腦 取 得 使 用 者 應 用 層 資 料, 並 傳 送 到 目 的 電 腦 您 要 傳 送 的 資 料 封 包 有 ㆓ 部 分 首 先 是 您 要 傳 送 的 訊 息, 然 後 是 您 要 傳 達 到 目 的 電 腦 的 封 包 位 元 組 在 這 組 資 料, 還 必 須 包 括 ㆒ 些 特 定 的 位 元 組 這 些 特 定 位 元 組 稱 為 填 充 位 元 組, 有 時 加 它 們 只 是 為 了 達 到 最 短 通 訊 時 間 的 要 求 IEEE 標 準 的 訊 框, 資 料 欄 位 還 包 括 了 LLC 位 元 組 記 住, 邏 輯 鏈 結 控 制 (LLC) 子 層 攜 帶 網 路 協 定 資 料 IP 封 包, 並 加 入 控 制 資 訊 來 幫 助 傳 送 該 IP 封 包 到 其 目 的 第 ㆓ 層 藉 由 邏 輯 鏈 結 控 制 (LLC) 與 高 層 通 訊 6.4.9 訊 框 錯 誤 問 題 與 解 決 方 法 許 多 原 因 都 可 能 導 致 訊 框 ( 及 其 內 部 之 位 元 位 元 組 與 欄 位 ) 錯 誤 我 們 必 須 知 道 如 何 偵 測 這 些 原 因 有 ㆒ 個 可 行 但 缺 乏 效 率 的 方 式, 就 是 將 每 個 訊 框 傳 輸 兩 次, 或 者 請 目 的 電 腦 複 製 ㆒ 份 收 到 的 訊 框, 回 傳 給 來 源 電 腦, 來 源 電 腦 才 可 以 再 傳 ㆒ 個 訊 框 還 好 我 們 有 其 他 較 具 效 率 的 方 式, 其 ㆒ 種 是 將 出 錯 的 訊 框 捨 棄, 再 重 傳 ㆒ 次 此 訊 框 檢 查 字 元 (FCS) 欄 位 包 括 ㆒ 個 來 源 電 腦 根 據 訊 框 內 之 資 料 所 計 算 出 來 的 號 碼 當 目 的 電 腦 收 到 訊 框 後, 會 重 新 計 算 該 FCS 號 碼, 然 後 和 訊 框 內 的 FCS 號 碼 對 照 如 果 ㆓ 個 號 碼 不 同, 則 假 設 有 錯 誤, 丟 棄 該 封 包 並 要 求 來 源 電 腦 重 新 傳 送 計 算 訊 框 檢 查 字 元 號 碼 的 方 式 主 要 有 ㆔ 種 循 環 冗 餘 查 核 (CRC) - 將 資 料 作 多 項 式 運 算 ㆓ 維 同 位 - 加 第 8 個 位 元, 使 每 個 8 位 元 資 料 串 都 有 基 數 個 或 偶 數 個 ㆓ 進 位 的 1 網 際 網 路 檢 查 加 總 - 將 所 有 資 料 位 元 的 數 字 加 起 來 得 ㆒ 個 總 數 6.4.10 停 止 訊 框 欄 位 傳 輸 資 料 的 電 腦 必 須 引 起 其 它 設 備 的 注 意, 以 便 開 始 ㆒ 個 訊 框, 然 後 在 訊 框 結 束 時 再 宣 告 ㆒ 次 長 度 欄 位 代 表 結 束, 而 且 訊 框 也 在 FCS 之 後 結 束 有 些 技 術 則 會 用 ㆒ 個 正 式 位 元 組 資 料 串 來 宣 告 訊 框 結 束, 此 欄 位 稱 為 結 束 訊 框 分 界 符 6.5 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 6.5.1 MAC 之 定 義 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 是 指 協 定, 在 媒 體 共 享 的 環 境 ( 碰 撞 領 域 ), 這 些 協 定 會 決 定 哪 ㆒ 台 電 腦 可 以 傳 輸 資 料 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 和 邏 輯 鏈 結 控 制 (LLC) 構 成 IEEE 版 的 第 ㆓ 層 標 準 MAC 和 LLC 都 是 第 ㆓ 層 的 子 層 媒 體 存 取 控 制 有 兩 個 廣 泛 的 類 別 : 額 定 式 ( 輪 流 ) 和 非 額 定 式 ( 先 到 先 服 務 )

6-12 6.5.2 ㆔ 種 訊 框 的 範 例 過 橋 收 費 站 的 例 子 我 們 來 討 論 過 橋 收 費 站 控 制 數 個 車 道 的 情 形 車 輛 必 須 付 費 取 得 過 橋 權 在 此 範 例, 車 輛 相 當 於 訊 框, 橋 樑 是 共 享 的 媒 體, 付 費 給 收 費 站 則 相 當 於 取 得 協 定 的 同 意, 取 得 使 用 共 用 媒 體 的 權 利 排 隊 購 票 的 例 子 您 還 可 以 想 像 您 正 在 遊 樂 場, 排 隊 等 著 搭 雲 霄 飛 車 排 隊 是 為 了 維 持 先 來 後 到 的 次 序, 雲 霄 飛 車 ㆒ 次 只 能 搭 載 限 量 的 數 隨 著 隊 伍 往 前 移 動, 當 輪 到 您 的 時 候, 必 須 付 費 買 票, 才 可 有 座 位 在 此 範 例, 遊 客 相 當 於 資 料, 雲 霄 飛 車 的 每 節 車 廂 相 當 於 訊 框, 車 軌 相 當 於 共 享 的 媒 體, 協 定 則 相 當 於 必 須 排 隊 等 候, 及 出 示 門 票 會 議 的 例 子 請 想 像 您 在 ㆒ 個 會 議 當, 與 會 的 還 有 ㆒ 大 群 喜 歡 發 言 的 同 事 會 議 室 只 有 ㆒ 個 共 用 的 媒 體 - 會 議 桌 方 的 空 間 ( 空 氣 ) - 用 來 傳 送 訊 號 ( 即 會 議 發 言 ) 協 定 決 定 媒 體 使 用 權, 規 定 第 ㆒ 個 發 言 時, 其 他 的 都 必 須 安 靜, 且 發 言 的 可 以 愛 說 多 就 說 多 久, 直 到 發 言 完 畢 在 此 例, 個 別 成 員 的 發 言 就 像 是 封 包, 會 議 桌 方 的 空 氣 像 是 媒 體, 而 會 議 第 ㆒ 個 發 言 的 則 相 當 於 協 定 6.5.3 額 定 式 MAC 協 定 額 定 式 MAC 協 定 採 取 大 家 輪 流 的 方 式 過 去 有 些 美 國 原 住 民 在 聚 會 時, 都 會 使 用 ㆒ 根 發 言 棒, 互 相 傳 遞 拿 到 發 言 棒 的 才 可 以 發 表 意 見 說 完 才 傳 給 別 在 此 例, 共 用 的 媒 體 是 空 氣, 資 料 就 是 發 言 所 說 的 話, 協 定 就 是 發 言 棒 的 使 用 權 我 們 也 可 以 把 這 根 棒 子 稱 為 記 號 則 這 個 例 子 就 類 似 稱 為 記 號 環 的 資 料 鏈 結 協 定 在 記 號 環 網 路, 個 別 的 主 機 會 連 結 成 ㆒ 個 環 有 ㆒ 個 特 別 的 資 料 記 號 會 ㆒ 直 繞 著 這 個 環 跑 當 某 個 主 機 要 傳 輸 資 料 時, 就 會 搶 這 個 記 號, 傳 輸 ㆒ 段 時 間, 然 後 將 記 號 在 放 回 網 路 環, 繼 續 繞 著 環 跑, 或 讓 其 他 主 機 搶 用

6-13 6.5.4 非 額 定 式 MAC 協 定 非 額 定 式 MAC 協 定 採 用 先 到 先 服 務 (FCFS) 的 方 式 在 1970 年 後 期, 夏 威 夷 大 學 發 展 並 使 用 ㆒ 種 無 線 通 訊 系 統 (ALOHA) 來 連 接 夏 威 夷 群 島 他 們 所 採 用 的 協 定 允 許 每 個 隨 意 傳 輸 於 是 就 造 成 了 無 線 電 碰 撞, 大 家 在 傳 輸 時, 可 以 偵 測 到 彼 此 的 訊 息 然 而, 原 先 的 ALOHA, 後 來 發 展 成 ㆒ 種 MAC 協 定, 稱 為 多 重 存 取 載 波 碰 撞 偵 測 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) CSMA/CD 是 ㆒ 套 簡 單 的 系 統 每 個 在 系 統 都 必 須 安 靜 傾 聽, 當 大 家 都 靜 來 時, 就 表 示 OK 可 以 傳 輸 然 而, 如 果 有 同 時 說 話, 即 會 產 生 碰 撞, 則 任 何 都 不 可 以 傳 輸 系 統 其 他 每 個 也 都 會 聽 到 這 個 碰 撞, 就 都 開 始 再 等 安 靜 的 ㆒ 刻, 才 能 再 試 著 傳 輸 6.5.5 ㆔ 種 特 定 之 技 術 實 作 與 其 MAC 第 ㆓ 層 有 ㆔ 種 普 遍 的 技 術 : 記 號 環 網 路 FDDI, 及 太 網 路 這 ㆔ 種 都 可 以 處 理 第 ㆓ 層 的 作 業 ( 例 如 邏 輯 鏈 結 控 制 命 名 訊 框 化 和 MAC), 也 可 以 處 理 第 ㆒ 層 的 元 件 與 媒 體 傳 訊 作 業 它 們 所 使 用 的 ㆒ 些 特 殊 技 術 分 別 為 :

6-14 太 網 路 - 邏 輯 匯 流 排 拓 樸 ( 資 訊 流 在 ㆒ 線 性 匯 流 排 ) 和 實 體 星 狀 或 延 伸 星 狀 ( 接 線 形 狀 為 星 形 ) 記 號 環 - 邏 輯 環 狀 拓 樸 ( 換 言 之, 資 訊 流 限 制 在 ㆒ 個 環 路 ) 和 實 體 星 狀 拓 樸 ( 換 言 之, 接 線 形 狀 為 星 形 ) FDDI - 邏 輯 環 狀 拓 樸 ( 資 訊 流 限 制 在 ㆒ 個 環 路 ) 和 實 體 雙 環 狀 拓 樸 ( 接 線 形 狀 為 星 形 ) 摘 要 在 本 章, 您 學 習 到 電 子 和 電 子 工 程 師 協 會 (IEEE) 是 ㆒ 個 定 義 網 路 標 準 的 專 業 組 織 您 應 該 知 道 IEEE LAN 標 準 ( 包 括 IEEE 802.3 和 IEE 802.5) 是 最 有 名 的 IEEE 通 訊 標 準, 也 是 今 全 球 最 普 遍 的 LAN 標 準 IEEE 將 OSI 的 鏈 結 層 分 為 兩 個 獨 立 的 子 層 : 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 邏 輯 鏈 結 控 制 (LLC) 本 章 說 明 OSI 模 型 的 第 ㆓ 層 如 何 提 供 存 取 到 網 路 媒 體 和 媒 體 之 實 體 傳 輸, 讓 資 料 可 以 找 到 其 在 網 路 的 目 的 記 住 這 點, 您 就 可 以 瞭 解 其 原 因 了 : 第 ㆓ 層 提 供 資 料 在 實 體 鏈 結 可 靠 傳 輸 第 ㆓ 層 使 用 ㆒ 個 稱 為 媒 體 存 取 控 制 (MAC) 的 系 統 第 ㆓ 層 使 用 MAC 位 址, 即 位 在 網 路 卡 的 實 體 位 址 第 ㆓ 層 使 用 訊 框 化 將 位 元 資 料 加 以 組 織 或 群 組 化 現 在 您 已 經 瞭 解 第 ㆓ 層 的 概 念, 可 以 接 著 學 習 第 ㆓ 層 技 術, 我 們 將 在 ㆒ 章 討 論