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第二十二章電子商務網路架構 學生 李登富 第二十二章電子商務網路架構 一 Internet的定義二 Internet的起源三 網路基本概念四 Internet上的網路服務五 TCP IP通訊協定簡介 22 1Internet的定義 Internet是全世界所有電腦網路的總集合 又名網際網路及資訊高速公路 它是由數以千計甚至萬計的區域網路 LAN 廣域網路 WAN 獨立的電腦 伺服器和網路作業系統 作業系統 網路傳輸協定 以及傳輸媒介所共同組成的 22 2Internet的起源 Internet起源於1960至1970年間 由美國國防部 DepartmentofDefense 轄下之先進研究專案辦事處 AdvancedResearchProjectAgency ARPA 所研發由於ARPA所具有的研究性質 使ARPA和美國各地的研究機構需要一個相連接的連通網路 因此ARPA發展出名為ARPANET的研究機構網路架構 此網路由Balt Barenek和Newman公司共同設計並執行 ARPANET原使用一個稱為網路控制協定 NetworkControlProtocol NCP 的通訊協定 後來NCP被重新定義分為兩個部分 1 網際網路協定 InternetProtocol IP 2 傳輸控制協定 TransmissionControlProtocol TCP 22 3網路基本概念 22 3 1何謂電腦網路22 3 2電腦網路的種類22 3 3網路作業系統型態22 3 4網路拓樸結構22 3 5網路傳輸媒體22 3 6網路傳輸技術22 3 7通訊協定22 3 8網路架構22 3 9網路連接設備22 3 10網路的優缺點 22 3 1何謂電腦網路 電腦網路就是兩部或多部電腦為了資訊分享 資料庫 資料檔案 e mail等 與資源共享 應用程式 印表機等 的目的而相互連結成的系統 22 3 2電腦網路的種類 1 區域網路 LocalAreaNetwork LAN 區域網路一般指一個小公司內部 或大公司的某地區分公司內部所形成的網路2 都會網路 MetropolitanAreaNetwork MAN 都會網路所連接的範圍可能是一個大學校園內的所有電腦 或某城市中的所有行政機關 因此MAN又被稱為校園網路或大區域網路 3 廣域網路 WideAreaNetwork WAN 廣域網路通常是透過公眾電信設備作跨區域或跨國性的連接 經由WAN的連接 資訊得以在國際間快速的流通所涵蓋的範圍 WAN MAN LAN 電腦網路依其成員 主機電腦 所使用的通訊協定 又可分為 1 學術網路 AcademicInternet 學術網路所使用的通訊協定為TCP IP 是由許多政府網路 校園網路 及某些國際網路所組成2 商業網路 BusinessInternet 在商業網路上所使用的通訊協定不只是TCP IP 還包含了其他種類的通訊協定 商業網路多是由現今ISP業者所提供的線上服務 加值網路 VAN 和電子郵件服務等所組成 22 3 3網路作業系統型態 1 點對點式網路在點對點式網路 peer to peer 網路中的每一部電腦都有相同的存取權 亦即每部電腦等級地位皆相同 皆能公平的分享資訊 沒有中央控制者的存在 其優點為 1 安裝使用方便 2 成本較低廉 3 所有資訊及資源的共享而其缺點為 1 使用者數目有限 十個以內 2 網路服務功能有限 3 缺乏中央管理 因此必須在每部電腦上做管理 4 很難連接不同的平台及作業系統 5 難以有效率的進行備份 6 缺乏整體性的網路安全措施 2 客戶端 伺服器式網路客戶端 伺服器 Client Server 式的網路是由一個伺服器控制網路上的資源 而客戶端則透過網路來分享使用這些資源 因此又稱為中央集權式的網路作業系統 優點 1 沒有使用人數的上限 2 網路服務功能可以無限的擴充 3 中央集權式管理 客戶端的電腦不需進行管理 4 連接不同的平台和作業系統變得較容易 5 中央控制型的資訊儲存 易於進行資訊安全處理及資料備份 6 資料一致性及應用程式版本統一 22 3 4網路拓樸結構 網路拓樸結構 NetworkTopologies 是指用來連接客戶端電腦及伺服器的網路連接方式星狀拓樸 StarTopology 匯流排狀拓樸 BusTopology 記號環狀拓樸 TokenRingTopology 上列任何拓樸組合 1 星狀拓樸 StarTopology 星狀拓樸是最普遍的網路拓樸結構 此網路結構上的所有電腦都和一個中央控制器連接 這個中央控制器通常是伺服器或集線器 Hub 特徵為 1 網路上的任一客戶端電腦斷線 不會影響網路運作 2 若是中央控制器出錯 整個網路就停擺 3 因為對網路線及集線器的架構成本稍微昂貴 需求較大 2 匯流排狀拓樸 BusTopology 匯流排狀拓樸是最簡單的網路架構 網路上的每一客戶端電腦都藉由一條共同的網路線和伺服器相連 資料在此一共同通道上流通 因此所有的電腦都可公平的獲得網路上的每一筆資料 特徵為 1 節省網路線 2 當資料流量大時 網路速度會變得很慢 3 只要網路線上有任一段出錯 就會造成整個網路停止 3 記號環狀拓樸 TokenRingTopology 在記號環狀拓樸網路架構中 所有電腦都彼此相連而形成一環狀結構 資料將會在網路上環繞 而每部電腦將依其位址來判斷該資料是否屬於自己 22 3 5網路傳輸媒體 傳輸媒體 TransmissionMedium 是用來描述所有可用來連接網路的材質 包括了實體材質 如電纜 以及非實體材質 如紅外線 雷射 無線電波 微波和衛星1 遮蔽式雙絞線 ShieldedTwisted pair STP 雙絞線是最具歷史且廣泛使用的媒體之一 係由兩根直徑約1mm的銅纜線 外層以絕緣材料 包成螺旋狀互絞而成的 互絞的目的在於降低與鄰近絞線對的電氣干擾 如雜訊中所謂的串音 Crosstalk 現象 2 非遮蔽式雙絞線 UnshieldedTwisted pair UTP 是指沒有防止電磁干擾的雙絞線 外層只包覆一層塑膠或PVC層而已3 同軸電纜 CoaxialCable 同軸電纜是以一根銅質內導線 InnerConductor 及網狀導體 ConductingMesh 為主 兩者之間則以一個絕緣材料分隔著 最外層是另一個具保護作用的絕緣體4 光纖 FiberOptics 近來光纖是一種急速發展且逐漸被廣為採用的通信媒體 光纖前景非常看好 主要原因有 1 光波傳輸的頻寬非常大 2 能在惡劣環境下使用 3 光纖的訊號衰減很低 4 資料的位元錯誤率很低 三者的優缺點分列如下 1 絞線費用便宜 已廣泛應用在電話網路 辦公室 及一般住家 但其頻寬較小 傳送速度較慢 2 同軸纜線的頻寬較雙絞線大 區域網路上使用比較多 需大量資料傳輸的自動化系統 例如 FAX與Plotter 是理想的媒體 3 光纖是三種媒體中具備最大頻寬者 主要優點有 低雜訊干擾與能量損失 傳輸容量高 光纖是未來通信的重要媒體之一 22 3 6網路傳輸技術 1 基頻傳輸 BasebandTransmission 基頻傳輸是數位式傳輸方式 是利用間歇性的電流或光波脈衝來傳遞資料訊號 使用基頻傳輸時 在一時間內 整個傳輸通道 Channel 只能為一個傳送者所佔用 如同單線道一般2 寬頻傳輸 BroadbandTransmission 寬頻傳輸則是類比式的傳輸方式 是利用電波不同頻率的特性將傳輸路徑分為數個傳輸通道 使用寬頻傳輸時 每個通道為不同的電腦所使用來傳輸資訊 就如同多線道一般 此種傳輸方法稱為頻率多段分工 FrequencyDivisionMultiplexing FDM 22 3 7通訊協定訊協定 通訊協定 CommunicationProtocol 乃是經過眾人討論與研究後 所共同認可的一個標準規則 藉由遵守這個規則 能使不同國家中使用不同軟體之不同廠牌的電腦得以毫無困難的溝通1 TCP IP 傳輸控制協定 網際網路協定2 IPX SPX 國際網路封包交換 連續封包交換3 NetBIOS 網路基本輸出輸入系統4 SNA SystemsNetworkArchitecture 5 AppleTalk 22 3 8網路架構 1 ISO OSI七層網路架構 1 實體層 實體層 PhysicalLayer 訂定了兩部機器在傳輸資料時的電器特性協定 藉此協定 資料才能遵循共同的標準轉換為電子訊號 在實際相連的機器間經由傳輸媒介傳遞 2 資料連結層 資料連結層 DataLinkLayer 負責確保實體層資料傳輸的可靠性 使其上層的協定不需擔心資料在傳輸媒體間傳送的品質問題 3 網路層 網路層 NetworkLayer 所要解決的問題是確定封包從來源端到目的端的路徑 負責路徑建立 維護與終止工作 4 傳輸層 傳輸層 TransportLayer 負責提供兩個使用者之間以約定的通訊品質來傳送資料 提供誤差與流量控制 5 交談層 交談層 SessionLayer 允許不同電腦上的使用者之間建立 保持和終止會話關係 6 表示層 表示層 PresentationLayer 為使用者通信提供了一系列統一的資料表示方式 解決不同系統 不同終端機所用的資訊代碼和控制字元等的差異 另提供加 解密與壓縮 解壓縮 7 應用層 應用層 ApplicationLayer 提供了一套讓應用程式能夠使用系統中的網路相關資源 以達成資料傳輸的方法 2 TCP IP四層協定TCP IP協定雖然只有四層 但並不表示其省略了OSI中某一層的功能 而是將OSI中某些層的功能合併為一層 目的在於簡化系統設計TCP IP共可分為四層 1 實體層 2 網路層 3 傳輸層 4 應用層 OSI七層網路架構和TCP IP四層協定的比較 OSI七層網路架構 TCP IP四層協定 22 3 9網路連接設備 1 轉發器轉發器 Repeater 並非用來連接兩個網路 而是延伸擴展一個網路 目的在使網路的節點數能增加 即讓網路的涵蓋區域及距離擴大2 橋接器橋接器 Bridge 主要用作連接不同實體層的網路 但在實體層以上的各層所使用的協定必須是相同的網路 橋接器可被視為分別連接在兩個網路上的節點 而扮演中介者的角色 3 路由器路由器和橋接器功能相似 皆是連接兩個網路 路由器則可連接兩個資料連結層不同 但資料結層以上必須相同的網路 路由器又稱為網路中介媒介或稱為中介系統4 閘道器閘道器用於連接通訊協定完全不相同的兩個網路 因此可知閘道器是一個相當複雜的通訊協定轉換裝置 必須要將原本的資料格式轉換成能夠被目的地之網路所了解的資料格式 而轉換是透過閘道器軟體來達成 因此會造成資料傳輸的延遲 5 集線器集線器 Hub 是一種在星狀拓樸架構網路中 用來連接數個網路設備而使網路易於管理的裝置 又稱為集中器6 網路卡網路卡是一張安插於電腦內的擴充卡 是用來使電腦具有在網路上通訊的能力 7 數據機數據機 Modem 是利用電話線進行電腦網路通訊所必須使用的裝置 數據機的全名為調變解調器 Modulate DemodulateModem 由於電信網路非常普及 因此用以做為電腦網路的通信架構是非常適合的 22 3 10網路的優缺點 1 網路的優點 1 資源共享 藉由網路 可以使資訊及資源被眾多使用者所分享 2 資訊安全 網路可增進公司內部資料的安全性及可信度 3 集中資料管理 將所有的資料儲存於資料庫伺服器中 能夠大量的避免資料的重複性及節省資料儲存硬體資源 2 網路的缺點 1 不易計畫 建構網路 需要極為仔細小心的事前規劃 組織和構思 2 訓練不易 使用網路前 必須同時訓練管理網路的人才以及使用網路的一般人員 3 應用軟體取得不易 在一組織的網路上所使用的應用軟體 在使用前必須取得使用許可的執照 此執照又需依使用的人數 去計算購買執照的數量 是相當不便的 4 維護不易 網路需要有網路維護人員時時小心的維護 5 網路當機危機 一旦中央伺服器或網路斷線 常會使原先依賴網路甚深的公司大亂 6 擴張成本 一旦公司組織擴張 人員編制擴張或業務功能擴張 網路就必須跟隨擴張 而此種擴張常常會使網路成本呈幾何級數而非算術級數的擴張 22 4Internet上的網路服務 22 4 1電子郵件22 4 2全球資訊系統22 4 3遠端登錄22 4 4檔案傳輸協定22 4 5視訊會議22 4 6PushTechnology 22 4 1電子郵件 1 e mail技術簡介e mail傳送 通常的情形是透過兩部郵件伺服主機 MailServer 也就是由送信端的郵件伺服主機及收信人端的郵件伺服主機來對傳信件由郵件伺服器傳送與接收e mail時 已經使用了SMTP及POP3兩種信件傳送協定 而這些作業全部由e mail編輯軟體所代勞 所以 使用者是感覺不出使用了兩種不同的協定 2 e mail發展現況目前除了有許多電子郵件軟體支援HTML MIME等多元化資料格式之外 語音電子郵件 VoiceMail 與視訊電子郵件 VideoMail 也開始加入多媒體電子郵件市場3 e mail在電子商務上的應用電子郵件在電子商務上的應用 首重其安全性 以往的電子郵件 主要是做為一般性質的通訊用途 著重於標準的互通性 使用規模性以及使用效能 而未能考慮到安全性的需求 然而 隨著企業使用網路的比例日漸升高 以及電子商務應用的日益普及 使得電子郵件的安全性也開始受到重視 4 e mail的特性 1 非同步的 e mail是非同步的 2 迅速 e mail訊息經由網路線路傳送 3 免費 不需郵資 e mail是各ISP所提供的主要服務之一 只要申請了帳號 e mail並沒有使用次數的限制 4 可複製 可多人 e mail可以同時寄給多人 而e mail的文件可以輕易的保存 複製 5 非正式的 e mail的內容形態通常是非常口語 非正式的 6 具隱密性 e mail郵件可以經由加密來確保訊息的安全性和隱密性 22 4 2全球資訊系統 全球資訊系統 WorldWideWeb WWW 與BBS Gopher News FTP Archie 等同為Internet上的一項資源服務1 何謂超文件超文件或是超本文 Hypertext 是一種具有可以指向其他文件的文字 Hypertext的好處就是在超文字文件中 如果想要更多關於文件中所提到的一些主題的資訊 可以利用 按下 的方式來取得更詳細的資料 文件通常也可以被連結到其他由完全不同作者所寫的文件 2 何謂固定資源位置URL為UniformResourceLocator的縮寫 譯為 固定資源位置 URL是一個指定Internet上物件位置的標準 就像是一個檔案或是一個新聞討論群3 超文件傳輸協定WWW的主要協定是超文件傳輸協定 HypertextTransferProtocol HTTP HTTP管理了WWW伺服器和客戶端電腦在網站資源上的互動 HTTP是一種應用層次的協定 具有的特性為分散式 合作性 簡易及速度 它是一種一般物件導向的協定 不需繁雜的敘述 藉由HTTP的詢問命令 HTTP可以應用於多種的工作型態 如名稱伺服器和分散物件管理系統 4 瀏覽器WWW並未定義標準的瀏覽器 Browser 凡是可以便利用戶瀏覽全球資訊網各式資訊的軟體 皆算是web瀏覽器5 WWW在電子商務的應用如果說是因為WWW技術的產生 而使得Internet能有今日蓬勃發展的景象是一點也不為過的 而電子商務更是因為WWW 才得以在Internet上快速發展 並展現出變幻多端 五光十色的風貌 WWW在電子商務的應用 1 新媒體 NewMedium WWW是一種新的傳播媒體 藉由WWW上提供完整的Internet服務 讓企業能用全新的不同手法來進行宣傳 並接近顧客 2 新通路 Place WWW更提供了企業全新的虛擬店面 透過Homepage對產品的介紹 消費者可以直接在WWW上進行購買的行為 3 新產品 Product 在WWW上亦產生了許多新的商機 Internet網路的服務 ISP網路服務業 諸多WWW軟體供應者 如Browser I Phone VirtualReality RealTimeAudio等 22 4 3遠端登錄 TELNET是一種遠端登錄的公用程式 能讓使用者進入遠端的伺服器 就如同坐在該伺服器的終端機前一般TELNET定義了一個虛擬終端提供與遠程網路系統的標準界面 因此遠端程式不必了解所有遠端系統可能的細節 因為它們都建立在一個標準之上 22 4 4檔案傳輸協定 檔案傳輸協定 FileTransferProtocol FTP 是Internet上非常廣泛的應用方法之一 今日我們使用的檔案傳輸協定 即是由ARPANET所發展的一些早期檔案傳輸協定演變而來FTP提供了可靠的點到點傳輸 一個交談存取的界面 允許兩種格式的檔案規格 Binary跟ASCII 以及一些保護的措施 因此要輸入密碼並擁有權限才可以對遠端檔案作存取 22 4 5視訊會議 1 視訊會議系統簡介視訊會議的設備需求有音效卡 動態影像捕捉卡 彩色CCD攝影機 麥克風及視訊會議軟體H 324是國際電信標準組織ITU所制定 適合在一般電話線路上的視訊會議標準 凡是遵循此一標準者 即使使用不同的廠商規格推出的H 324系統仍能相互通訊 所以此一規格制定便受到視訊業界的高度關切 2 視訊系統通訊方式 1 第一種是點對點的通訊方式 它可以讓兩部電腦經由網路建立直接的連線環境 進行單點對單點的雙向交談 2 第二種則是多邊交談的通訊方式 它可讓Internet網路上各方的使用者同時進行視訊會議 3 視訊會議系統的應用 1 視訊會議 產品研討 圖案修改 市場研討 決策報告 等工商業的會議皆可使用 2 遠距教學 視訊會議系統能夠經由傳輸媒介 將遠方的知識 技術 經驗互相傳送 使更多人能不受時間與距離的限制 而獲得有效的知識學習 達到遠距教學之目的 3 遠距醫療 遠距醫療為視訊會議系統之另一應用 視訊會議系統可將大部分的醫療資源延伸使用 深及離島與偏僻地區 並可將醫療技術 新知快速傳播 提升全國或世界性的醫療品質 達到醫療資源可共用共享之目標 22 4 6PushTechnology PullTechnology乃是傳統的行銷手法 是由廠商提供一些能夠吸引消費者的小優惠 讓消費者願意進入 參觀此廠商 進而購買消費其產品1 Push對消費者的意義改變以往的主 Website 客 User 關係 由被動接收到主動要求 網路上的User透過PushTechnology可 自主地只選擇網站上某個單元 而不需要瀏覽層層網頁 而具有Push功能的網站就被稱為ActiveChannel 2 PushTechnology軟體產品Push軟體基本上是個會自動擷取資訊的程式軟體 它會自動至網站上擷取使用者所訂閱的即時資訊 它亦是採用HTTP方式傳輸資料 並藉由預先排定的時間自動連線下載資料 且瀏覽器將會與伺服器相互傳遞訊息 以確認哪些網頁內容受到更動 使用者可以完全毋需過問 就能瀏覽到想要的網頁 3 PushTechnology在電子商務上的運用 1 提醒式的Push 有了PUSH技術 網站便能主動出擊 避免在使用者漫無邊際的搜尋瀏覽過程中被遺忘了 2 資訊式的Push Push技術也可以提升服務品質 主動將資訊送給使用者 3 量身訂製的Push Push技術也可以達到量身訂製 Mass customization 的目的 22 5TCP IP通訊協定簡介 22 5 1TCP IP的歷史起源22 5 2TCP IP協定四層架構22 5 3各層功能22 5 4網路位址22 5 6DomainNameSystem 22 5 1TCP IP的歷史起源 1960年末期 美國國防部有鑑於機構內各種廠牌的電腦不一 而個別的電腦都有自己的作業系統 自己的檔案格式 如此一來 不同的電腦間要溝通 交談是很困難的美國國防通訊局 DefenseCommunicationAgency DCA 負責研究出一組軍用的標準通訊協定 該協定包含了以下四種成員 InternetProtocol IP協定 TransmissionProtocol TCP協定 FileTransferProtocol FTP協定 TELNETProtocol TELNET協定 接著在美國國防先進研究專案辦事處 DARPA 的研究發展下 這些協定使得電腦與電腦間能夠相連 亦使得網路與網路間也能相互連接 因此資訊能夠經由網路而流通的更為快速與便利1982年 ARPANET改用TCP IP協定後 Internet網際網路從此誕生 由於有了TCP IP協定 使得各種不同的電腦都能連接起來 更重要的是 不同的網路也能經由此一協定連接 再藉助X 25廣域網路的連接 使全世界的電腦只要上Internet網路 就能彼此間傳遞訊息 22 5 2TCP IP協定四層架構 TCP IP四層架構協定和OSI七層網路架構協定相同 在傳送資料時也是採用分層負責的方式來處理在TCP IP協定的網路上 資料是以封包的形式傳送的封包就是一個資料串 可分為表頭區 Header 和資料區 Data 表頭區內是一些TCP IP協定定義的欄位 是要用來控制資料的傳送 而資料區內則是要傳送的資料 因為TCP IP共有四層 因此每一層所使用的協定都有自己的表頭區的協定定義 每一層也都有特定的程式負責解讀表頭區的欄位 並做適當處置 22 5 3各層功能 1 應用層應用層為TCP IP的最高層 主要功能在讓使用者進入網路 並且提供一個親和的使用者界面 而各個應用程式還必須選擇合適的傳輸層協定去傳送資料給遠端主機2 傳輸層傳輸層提供了一端的應用程式對另一端的應用程式的通訊 也就是它提供了端對端 End to End 通訊 為了確保資料能夠正確到達對方應用程式 傳輸層必須分辨各種應用程式 在傳輸的封包中加上欲處理此一資料的應用程式 以便將資料傳給對方 當然 在封包中還要加入一些核對用的資料 傳輸層主要的協定有UDP和TCP兩種 1 UDP UserDatagramProtocol 使用者數據電報 提供了不可靠的 非連接性的數據傳輸服務 也就是它並非使用認可的方式確認資料 也沒有提供流量管制來控制跟遠方機器資料間的傳輸 而且它對各個封包分別處理 依網路交通狀況而讓封包走不同的路徑 因此數據電報很可能在途中有損失 無次序到達目的地 複製 或一方資料流量太快 讓另一端來不及處理到達的封包 2 TCP TransmissionControlProtocol TCP跟UDP主要的差別便是在於它提供了可靠與連接性的傳輸服務 也就是在傳輸時 會要求對方在接收到正確資料後傳回一認可訊息 當發送端收到此訊息才傳下一個資料 當接收端收到錯誤封包 則傳回一個重傳的訊息給發送端 讓發送端知道資料傳輸有誤要重傳 3 網路層網路層又稱IP層 因為InternetProtocol是這一層一個最重要的協定 本層負責點對點的通訊 處理傳輸層的封包 將本層訊息加入傳送此封