網路是翻轉新科技的基石, 也是串連智慧生活的關鍵, 更是業界發展不可或缺的核心技術。當前從 AI 到生成式 AI 的浪潮, 網際網路可說是背後無冕的推手, 帶動巨量資料不斷傳輸和匯流, 然後再源源不絕生成新的資料, 帶來更多新應用。
隨著網路應用的爆發性成長, 網路技術和相關標準也不斷加速更新, 5G 網路都還沒普及, 6G 規格書已經在草擬階段；更快的無線網路標準也風光上市, 從 WiFi 6 到 6E, 還加上 Mesh, 下一世代的 WiFi 7 也悄悄在布局了。面對快速發展更迭的網路標準與技術, 對於有心往 IT 科技領域發展的學子們, 網路基礎知識是絕對絕對不可偏廢的必修課程。
本書參考全國教師建議, 設計最適合教學的題材與內容, 並全面更新圖解, 力求以更清楚、最易懂的插圖, 詳加解說網路傳輸基礎理論, 再搭配網路實務的操作驗證與應用技巧, 以及未來網路發展的技術藍圖, 並導入雲端化的虛擬網路環境, 期使能為學生建立深入、廣泛、正確的網路視野。
▌ 學習網概，除了理論、也要實務、更要最新技術！ ▌
★ 嶄新視野！著眼最新技術與業界標準
跟上最新技術、規格與發展趨勢, 主題包含 5G、WiFi 6/6E (802.11ax)、WiFi 7 (802.11be)、藍牙 5.x、SDN、AIOT 智聯網、邊緣運算、雲端運算、區塊鏈、虛擬貨幣、RWD 等等。
★ 即學即用！實作演練驗證理論
網路虛無縹緲卻無遠弗屆, 如果沒有實作演練, 一直面對看不到又摸不著的封包資料, 對於初學的入門者來說, 學習效果會大打折扣。因此本書盡可能在大部分章節搭配有實務演練與應用技巧, 學生除了瞭解觀念外, 也可以動手實作, 直觀地看到網路實際的運作結果, 強化學習效果。
★ 接軌實務！雲端虛擬網路實作體驗
目前業界幾乎都將各種應用程式或服務部署在雲端, 而雲端運算架構也是依循 OSI 七層的規範, 其中又以 AWS (Amazon Web Services) 最為常見。為了讓學子早點熟悉雲端虛擬網路的操作環境, 本書特別安排一系列實驗, 在 AWS 上實際演練各章節所提到的網路技術和概念。
★ 由下而上！實例說明網路分層運作
網路的分層常讓許多初學者感到挫折, 本書利用大家最熟悉的瀏覽網站過程, 以清楚的圖解一步步帶領讀者瞭解資料從瀏覽器到傳輸的纜線, 一直到網頁伺服器的傳送過程, 由下而上實際檢視網路每一層的處理動作, 迅速瞭解網路分層的原理與優點。
★ 章節主題對應網路分層架構
從第 1 章建立清楚的網路分層架構後, 後續各章變依據網路分層架構編排, 從實體層、鏈結層、網路層、傳輸層、應用層循序解說詳細內容, 學習特定主題時, 都可以明確知道該主題在網路中扮演的角色。
★ 觀念強化！先求理解再帶入產品規格
每章主題都以介紹觀念為優先, 再帶入網路的實際規格。此外, 網路概論不是網路史, 因此介紹時均以代表性的規格為主, 同時著重在規格演進的關鍵要素, 而不是羅列繁瑣陳舊的規格細節, 讓讀者理解規格演變的脈絡。
★ 圖解優先！以圖佐文簡明易懂
對於各個主題, 本書均以豐富的圖解搭配文字說明, 例如：封包欄位拆解、TCP/UDP 傳送機制、資料碰撞、P2P 運作原理、位元資料如何轉變為電子訊號, 統統以簡明易懂的圖解, 學習效果遠勝千言萬語。
▌第 1 篇 基礎篇 ▌
第 1 章 網路基本概念
1-1 什麼是網路？
1-2 網路的分層架構
1-3 網路拓樸
1-4 SDN 軟體定義網路
重點整理
課後評量
▌第 2 篇 實體層篇 ▌
第 2 章 數據通訊與傳輸媒介
2-1 實體層的工作
2-2 數位與類比
2-3 基頻傳輸與寬頻傳輸
2-4 有線傳輸媒介
2-5 無線傳輸媒介
重點整理
課後評量
▌第 3 篇 鏈結層篇 ▌
第 3 章 有線區域網路－以乙太網路為例
3-1 鏈結層的工作
3-2 乙太網路簡介
3-3 乙太網路的演進
3-4 VLAN
實作練習：以雙絞線架設乙太網路
重點整理
課後評量
第 4 章 無線區域網路
4-1 無線傳輸技術
4-2 IEEE 802.11無線區域網路
4-3 IEEE802.15－藍牙與ZigBee
4-4 NFC 與 RFID
實作練習：觀察WiFi熱點的訊號與頻道分佈
重點整理
課後評量
第 5 章 廣域網路
5-1 廣域網路簡介
5-2 廣域網路的實體層規格
5-3 廣域網路的鏈結層協定
5-4 用戶迴路(xDSL與FTTx)
5-5 虛擬私人網路(VPN)
實作練習：使用VPNGate進行VPN連線測試
重點整理
課後評量
第 6 章 行動通訊網路
6-1 行動通訊網路的架構
6-2 2G行動通訊網路－GSM
6-3 2.5G行動通訊網路－GPRS
6-4 3G及其延伸技術
6-5 LTE與4G無線寬頻上網
6-6 5G行動通訊網路
實作練習：將手機的行動網路分享給其他3C設備上網
重點整理
課後評量
▌第 4 篇 網路層篇 ▌
第 7 章 IP 基礎與定址
7-1 IP基礎
7-2 IP封包的傳送模式
7-3 IP位址表示法
7-4 IP位址的等級
7-5 子網路(Subnet)
7-6 無等級的IP位址
7-7 網路位址轉譯(NAT)
實作練習：Windows10的TCP/IP設定
重點整理
課後評量
第 8 章 ARP 與 ICMP
8-1 ARP簡介
實作練習1：ARP工具程式
8-2 ICMP簡介
實作練習2：ICMP工具程式：PING
重點整理
課後評量
第 9 章 IP 路由
9-1 什麼是IP路由？
9-2 路由表簡介
9-3 靜態與動態路由
實作練習：TRACERT工具程式
重點整理
課後評量
第 10 章 IPv6 的發展
10-1 為何要改用IPv6
10-2 IPv6位址的表示法
10-3 IPv6位址的格式
10-4 IPv6的自動設定(AutoConfiguration)機制
10-5 IPv6的現況與未來發展
實作練習：Windows10的IPv6環境
重點整理
課後評量
▌第 5 篇 傳輸層篇 ▌
第 11 章 UDP 與 TCP
11-1 UDP
11-2 TCP
11-3 TCP傳送機制
11-4 TCP連線
實作練習：SocketTestTCP/UDP測試工具
重點整理
課後評量
▌第 6 篇 應用層篇 ▌
第 12 章 DNS
12-1 主從式網路
12-2 DNS的基礎觀念
12-3 DNS的架構
12-4 DNS名稱查詢流程
12-5 DNS資源紀錄
實作練習1：nslookup工具程式
實作練習2：用DDNS服務動態更新網域名稱
重點整理
課後評量
第 13 章 DHCP
13-1 DHCP的基礎知識
13-2 DHCP運作流程
13-3 DHCP伺服器架設
實作練習：使用工具程式檢視DHCP租用資訊
重點整理
課後評量
第 14 章 網際網路
14-1 網際網路的架構
14-2 檔案傳輸服務
14-3 電子郵件
14-4 WWW全球資訊網
14-5 網路語音通訊―VoIP
14-6 雲端運算―Cloud Computing
14-7 IOT物聯網與邊緣運算
實作練習：觀察HTTP協定運作
重點整理
課後評量
▌第 7 篇 管理篇 ▌
第 15 章 網路管理與安全
15-1 網路管理常用的通訊協定
15-2 帳號與權限管理
15-3 資料加密與解密
15-4 數位簽章
15-5 公開金鑰基礎建設(PKI)
15-6 網頁加密通訊協定(HTTPS)
15-7 防火牆
15-8 加強網路層的安全-IPsec
15-9 資訊安全管理
重點整理
課後評量
▌特別收錄 AWS 虛擬網路實驗手冊 ▌
A-1 建立AWS帳號
A-2 建立VPC虛擬網路環境
A-3 建立子網路、閘道和路由表
A-4 建立測試用虛擬主機
A-5 實驗：ssh遠端連線與ping通聯測試
A-6 [AWS付費服務]建立NAT閘道與連線端點
A-7 [AWS付費服務]實驗：NAT轉址測試
A-8 [省錢之道]刪除NAT閘道/彈性IP和停止EC2主機
附錄電子書 網路實驗手冊 — CS4G Netsim 線上模擬器