網際網路簡介
王俊明 jmgwang@gmail.com
網際網路起源於1970年代,美國國防部的ARPAnet,最初是用來做為用軍事上的資料傳遞。到1980年代,美國各大學、研究機構紛加入,並且建構出TCP/IP的通訊協定。到1990年已發展成全世界最大的電腦網路。由於提供的資訊相當豐富且多元化,到了2000年時已成為現代人日常生活中不可或缺的一部分。2010年後,隨著行動裝置出現,使用網路的方式已超脫線路及位置的限制,並且能連結各種設備而成為物聯網的基礎。
主從式架構
例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、
若連線上的電腦能提供某些特定的服務,通常我們會稱其為網路伺服器,或簡稱為主機。目前網路上常見的伺服器有下列幾種:
DNS server:將IP位址與網域名稱作轉換。
DHCP server:IP管理及分配,通常還提供各種網路設定供電腦自動取得。
Web server:全球資訊網頁服務,也就是目前常使用瀏覽器連線的伺服器。
Mail server:電子郵件的收發服務,通常會再提供兩種服務SMTP(發送)及POP3(接收)協定。
FTP server:提供檔案傳輸的服務,包括上傳及下載。
Proxy server:提供網頁瀏覽時的快取服務。
一台主機通常不只提供單一種服務,為了區分使用者端對主機端所要求的服務項目,通常會利用不用的連接埠來分辨連線的項目。較常見的有下列幾種:
21:FTP (檔案傳輸)
23:TELNET (遠端連線)
25:SMTP (信件發送)
80:HTTP (網頁瀏覽)
110:POP3 (信件接收)
問題討論:Youtube黄標審核
對等式網路
例如:IP電話通訊、加密貨幣Bit、Torrent檔案分享
問題討論:非法材料傳播
例如TCP、UDP、RTP
例如IP、ICMP、IPX
一般來說,使用者並不是直接使用路由器來連上網際網路,而是透過區域網路與路由器連接。為了使兩台電腦能有所區分,以便能正確的在網際網路上傳輸資料,因此為每一台連上網際路的電腦作編號,稱為IP位址。在網際網路上每一台電腦的IP位址是由四個Byte來表示,通常為了表示方便,會以四個數字來表示,A.B.C.D,每一個數字的範圍分別為0至255。而路由器會判斷所接到的資料是否是要給它所管轄的區域網路中的電腦,若不是則交給鄰近最適合的路由器,若是則將資料收進區域網路中。路由器要判斷該封包為網際網路上或區域網路上,所根據的是使用者所設定的netmask,例如netmask設定為255.255.255.0,則目的IP與發送IP前三個數字相同時,路由器就會視為區域網路,而不將封包傳送到網際網路上。
路由器(Router)是來選擇資料傳輸的最佳路徑。路由器A欲將資料送到路由器E時,會依當時網路狀況交給B或C,同樣的B或C也會根據該點狀況交給其他路由器,在不同路由器一直傳遞後,將資料交給F。所以,不同筆資料在同樣兩個路由器之間傳送時,不一定會經過同樣的路徑,這就是路由器的特色;甚至同一筆資料也會被切成好幾個封包(package),當作不同資料傳輸,以增進網路的使用表現。
由於連線網際網路的電腦及設備日益增加,使得各單位IP位址有不敷使用的情況,因此發展出各種解決方案,目前較常見的有下列三種方法:
1. DHCP:將IP統一分配,利用動態的方式,有開機的電腦才分配一個IP使其連線上網。
2. NAT(IP Proxy):可以讓數台電腦合併使用同一個IP,即使多台電腦同時上網,也不會使用大量IP。
3. IPv6:將IP位址改以16個Byte來表示,如此可以擴充IP的數目。此種方法由於牽涉到通訊協定的更改,因此工程較為龐大,新的作業系統都會將IPv6與目前所使用的IPv4並存,希望能透過往後的推動,將IP改過來。由於IPv6由傳統表示法必須使用16個數字,因此,目前較常見的表示方法如fe80:0000:0000:0000:0203:93ff:fea2:89c2。
問題討論:數位中介法
例如乙太網路、IEEE802.11
前面提過,個人電腦是透過區域網路,與路由器取得連線。在區域網路中,各電腦之間的佈線方式主要有下列幾種:
星狀網路(star):各電腦間通訊經由中央控制設備(如集線器,hub)來連繫。
環狀網路(ring):將各台電腦串接起來,資料在網路上單向傳輸。
匯流排網路(bus):電腦送出資料往兩端傳送,傳輸線兩端結尾接點有終端電阻吸收訊號。
路由器接收到外面來的資料,以區域網路的通訊方式交給網路中的電腦;區域網路中的電腦利用區域網路送出資料後,路由器會和其他電腦一樣,判斷是否為自己應該接收的資料,若是,則將收到的資料送到網際網路中,若不是,則不管這份資料。
準備好電腦各項硬體設備後,就要設定好IP位址及DNS主機,再利用各種網路傳輸媒體連上路由器。若是所在的區域網路上用DHCP主機,則IP位址及DNS主機可自動取得,而這些主機及路由器的提供者,我們就稱為網際網路服務提供者(ISP)。在學校可以使用校內建置好的區域網路,連接上校園內鄰近的路由器加入台灣學術網路(TANet)。各學校間通常以固接專線連接,如常見的T1(1.5Mbps)或T2(6Mbps)。
市面上也有一些公司提供這些服務,連線所使用的傳輸媒體主要為電話數據線或有線電視纜線,通常還必須利用數據機(modem)將電腦訊號轉成該傳輸媒體所使用的訊號才能傳送,如ADSL modem或Cable modem。利用電話數據線來提供服務的業者,目前較常見的有中華電信公司所提供的Hinet,數位聯合數據公司所提供的SeedNet,而利用有線電視纜線較常見的則有東森寬頻及和信超媒體。
例如雙絞線、無線電、光纖
傳輸媒體用來連線各電腦,常見的傳輸媒體有下列幾種:
雙絞線 100Mbps~1000Mbps 100M
同軸電纜線 10Mbps 500M
光纖 100M~2Gbps 100KM以上
紅外線 1~16Mbps 10M
微波 10Mbps 全球
電波(註2) 11~54Mbps 500M~50KM
註1:頻寬是用來說明網路傳輸資料的速率,是指在特定時間內所能傳輸的資料量,其計算單位為「bps」,即每秒傳輸的位元數(bits per second)。
註2:電波主要用來建置無線區域網路,如常見的802.11協定(WiFi),及802.16協定(WiMAX)。
1993年,NCSA發佈第一個可以顯示圖案的瀏覽器Mosaic,成為現今瀏覽器的始袓,並帶動網路使用的流行。
1994年,開發Mosaic的研究人員,以此為基礎創立了Netscape公司,銷售Netscape瀏覽器。
1995年,Netscape成為世界上占有率最高的網頁瀏覽器,並受到微軟公司的注意。傳說微軟曾經到Netscape公司提議分拆市場,以便使微軟可以銷售其公司的Internet Explore(MSIE)瀏覽器。
1996年微軟開始在其Windows作業系統中附上MSIE,並宣稱為系統核心,以規避反壟斷法的規定。MSIE及Netscape進入了大戰的年代,不斷加入新功能,版本更新更是出奇的加快。
1998年,由於微軟公司的「免費」產品已經能涵蓋所有Netscape的產品,並且Netscape本身太強調新功能而忘了其系統穩定,以致於MSIE終於成為市場首位。此次戰役被稱為「第一次瀏覽器大戰」,Netscape公司則失敗後被美國線上(AOL)所收購,並將Netscape的源碼開放,成立Mozilla組織開發新一代的瀏覽器。美國司法部亦控告微軟違免反壟斷法,促使微軟在2003年與AOL以7.5億美金和解。
2000至2002年期間,Netscape及Mozilla就在AOL的資助下,同時開發瀏覽器。最後,一些原本開發Netscape的人員轉移到Mozilla基金會,而Netscaple也漸漸停止開發了。
2004年,Mozilla在公佈了一連串的測試版本後,正式推出Firefox跨平台瀏覽器。而MSIE則不思改進,面臨許多病毒的威脅;再加上總是創立特有語法,不遵守原始碼標準W3C的規定,甚至偵測瀏覽器擠其他產品,引起許多使用者的不滿。口耳相傳的結果,使得功能較為強大的Firefox及Opera瀏覽器漸漸流行,MSIE由原本起過90%的占用率銳降到80%。
2006年,因為Firefox的威脅及IE6.0漏洞的相繼被發現,迫使微軟公司推出IE7以便在功能上相抗衡(前一版本6.0發行的5年後)。另外因為麥金塔的流行,其內建的Safari瀏覽器也受到注目,成為這場「第二次瀏覽器大戰」中一個不可或缺的小角色。
2009年Google正式發布Chrome瀏覽器,因為豐富的擴充功能及相對較少的系統資源需求,一年內的市佔率迅速超越多數瀏覽器,僅資於IE及Firefox。再加上對Google雲端資源的整合,使得其功能大符超越所有瀏覽器,於2012年正式成為全世界使用率最高的瀏覽器,甚至到2015年市場占有率已超過50%。
1990年代網際網路剛起步的初期,為了搜索那些散佈在各主機中的文件,大部份人都用Archie或Gopher。
1993年開始,隨著瀏覽器的開發,全球資訊網開始流行起來,而網頁的歸納整理也成為一項重要的課題。楊致遠及他的同學David Filo建立了一個Guide to the World Wide Web,以分類他們所感興趣的網頁。
1994年,這個嚮導網站的分類越來越細,功能也越來越大,迫使他們不得不放棄博士學位轉而經營該網站,並成立了「Yahoo!」公司。Yahoo!很快的成為業界龍頭,並召來了許多商業機會,使公司得到了許多投資資金。
1995年,AOL為了建立搜尋引擎而找上Yahoo!,希望能收購Yahoo!,否則就會扶持其他的搜尋引擎來擠掉他們。後來Yahoo!拒絕了,AOL便收購WebCrawler,並且以其強力的後盾扶持,但因WebCrawler的特色不明顯,使得Yahoo!更站穩其地位。
1996年,Page和Brin本來想要發展一種將世界上的網站下載的技術,後來則發展出了一種網站關係的計算,並以此為基礎建立了搜尋引擎,成為Google搜尋器的基礎。
1998年,Page和Brin成立了Google公司,推出Google搜尋引擎。這個搜尋引擎以其乾淨的頁面設計及最強的搜尋結果著名,並在口耳相傳間不依靠宣傳而流行起來。廣告則以關鍵字的形式出售,在搜尋結果中,對該主題感興趣的人出現。
2000年時雅虎則以併購奇摩的方式進入台灣市場。奇摩(Kimo),本來是精誠資訊的網路部門,在1997所建立的一個網際網路入口網站,並且因為各學校電腦課程的支持,而成為台灣最有名的入口網站。
2004年,Google幾乎處理了網際網路上80%的搜尋請求。後來Yahoo!推出自己的搜尋技術,使得比率稍降了一點。但是這一年開始是Google開始發光發熱的時期,不斷推出令人吃驚的服務,比如:Gmail, Google Maps, AdWords, iGoogle......等,建立了網路電腦的雛形。
2007年,微軟試圖買下Yahoo!以擴大其網路事業,並抵擋Google的威脅,但在2008年Yahoo!宣佈破局。
http://mail.tyai.tyc.edu.tw/~jmwang/resource.htm
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http://internet-browser-review.toptenreviews.com/
http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/it/2004-04/14/content_1418885.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Yahoo!
http://zh.wikipedia.org/wiki/Google