第十一週計算機網路

作業:

1.解釋3-way handshaking

三向交握 (Three-way handshake)

TCP 通訊協定是一種 connection-oriented 協定，它在實際資料傳送前，會在來源端與目的端主機以三向交握 (three-way handshake) 的方式先建立連線，所有屬於相同訊息的 TCP 封包，就利用此連線傳送，此種作法有助於資料傳輸的正確性。以下是三向交握的流程說明：

　

　

(1) 當傳送端想要與接收端連線時，同時會啟用一個大於 1023 的通訊埠作為溝通的介面，並且送出一個要求連線的 SYN 封包，此封包內帶有起始序號 (例如 100)。

(2) 接收端確認收到連線的 SYN 封包後，會回送一個 SYN+ACK 封包給傳送端，封包內則帶有回應號碼 (連線 SYN 封包的序號 + 1)，以及接收端的起始序號 (例如 2200)，等待傳送端的回應確認。

(3) 當傳送端收到來自接收端的回應號碼，確認之前的連線要求封包已被收到，便會再傳送一個 ACK 封包給接收端，封包內會帶有回應號碼 (SYN+ACK 封包的序號 + 1)。

　

待接收端收到帶有正確回應號碼的 ACK 封包，此連線便正式建立。在 TCP 封包內，有 8 個控制位元 (Control bits 或 Flags) 用來代表封包的主要動作：

　

Flags	說    明
CWR	CWR (Congestion Window Reduced) flag 為 1 代表接到 ECE 旗標 為 1 的 TCP 封包。
ECE	ECE (ECN-Echo) flag 為 1 代表 TCP peer (對等體) 具備 ECN (Explicit Congestion Notification, 明確擁塞通知) 功能，同時 IP 封包中的 ECN 欄位被設定為 11。
URG	URG (Urgent) flag 為 1 代表緊急封包，接收端應優先處理。
ACK	ACK (Acknowledgment) flag 為 1 代表此封包的 Acknowledgment Number 是有效的﹐是用來回應上一個封包。
PSH	PSH (Push function) flag 為 1 代表此封包連同緩衝區的其它相關封包應立即進行傳送，而無需等待緩衝區滿了才送。
RST	RST (Reset) flag 為 1 代表馬上結束連線，無需等待終止確認手續。
SYN	SYN (Synchronize) flag 為 1 代表要求雙方進行同步處理，也就是要求建立連線。
FIN	FIN (Finish) flag 為 1 代表資料傳送結束，等待結束回應，以便正式結束 TCP 傳送流程。

　

2.解釋ping

ping：一個電腦網路工具，用來測試特定主機能否通過IP到達。ping的運作原理是：向目標主機傳出一個ICMPecho要求封包，等待接收echo回應封包。程式會按時間和反應成功的次數，估計失去封包率（丟包率）和封包來回時間（網路時延）(Round-trip delay time)。

何謂ICMP：

網際網路控制消息協議（Internet Control Message Protocol 或簡寫 ICMP）是網路協議族的核心協議之一。它用於 TCP/IP 網路中發送控制消息，提供可能發生在通信環境中的各種問題反饋，通過這些信息，令管理者可以對所發生的問題作出診斷，然後採取適當的措施解決。

ICMP ^[1] 依靠IP來完成它的任務，它是IP的主要部分。它與傳輸協議，如TCP和UDP顯著不同：它一般不用於在兩點間傳輸數據。它通常不由網路程序直接使用，除了ping和traceroute這兩個特別的例子。

筆記:

第八週計算機網路

作業:

1:說明RS-232

RS-232 (Recommended Standard-232) 是由電子工業協會(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的非同步傳輸(asynchronous transmission) 標準介面。

這也是許多個人電腦上的通訊介面之一，在IBM-PC 上，一般電腦 

可連接二至四個 RS-232 介面。一般又稱此介面為『序列埠』或『串列埠』(serial port)，由於 RS-232 是由 EIA 所定義的，所以也常稱為 EIA-232，目前演進到第四代 RS-232D。 

通常 RS-232 介面以九個接腳 (DB-9) 或是二十五個接腳 (DB-25)的型態出現，一般個人電腦上會有兩組 RS-232 介面，分別稱為 COM1 和 COM2；此外，還可以連接 COM3 及 COM4，不過因為 COM1/COM3 共用 IRQ 4，而COM2/COM4 共用 IRQ 3，所以同時最多只能使用四個 COM ports 的其中兩個。

此介面通常用來連接數據機、序列滑鼠 (PS/2 滑鼠不佔用 COM port)、條碼機 、簡單的工業控制組件、串列埠列表機(一般印表機只支援傳輸速度較快的平行埠傳輸)，但是因為序列傳輸是每次傳送一個位元，比平行埠傳輸 (一次傳送八個位元) 要慢許多，因此連接其它電腦和印表機的工作大多由平行埠來代替。

2.用筆記上的end-to-end與point-to-point的圖，利用該圖的概念找出實際例子

end-to-end :間接相連(跨網路相連)

應用:SSL/TLS

安全套接層（Secure Sockets Layer，SSL）是網景公司（Netscape）在推出Web瀏覽器首版的同時提出的協議。SSL採用公開密鑰技術，保證兩個應用間通信的保密性和可靠性，使客戶與伺服器應用之間的通信不被攻擊者竊聽。可在伺服器和客戶機兩端同時實現支持，目前已成為網際網路上保密通訊的工業標準，現行Web瀏覽器亦普遍將HTTP和SSL相結合，從而實現安全通信。此協議和其繼任者傳輸層安全（Transport Layer Security，TLS）是為網路通信提供安全及數據完整性的一種安全協議。TLS與SSL在傳輸層對網路連接進行加密。

point-to-point:直接相連(實體相連)

應用:P2P


群對群技術（peer-to-peer， 簡稱P2P）又稱對等網際網路技術，是一種網路新技術，依賴網路中參與者的計算能力和頻寬，而不是把依賴都聚集在較少的幾台伺服器上。請注意與point-to-point之間的區別，peer-to-peer一般譯為端對端或者群對群，指對等網中的節點；point-to-point一般譯為點對點，對應於普通網路節點。P2P網路通常用於透過Ad Hoc連線來連線節點。這類網路可以用於多種用途，各種檔案分享軟體已經得到了廣泛的使用。P2P技術也被使用在類似VoIP等即時媒體業務的資料通訊中。
純點對點網路沒有客戶端或伺服器的概念，只有平等的同級節點，同時對網路上的其它節點充當客戶端和伺服器。這種網路設計模型不同於客戶端-伺服器模型，在客戶端-伺服器模型中通訊通常來往於一個中央伺服器。

3.解釋Encapsulation

封裝(Encapsulation)是物件導向中四大特色之一，簡單來說封裝就是適度的將資訊隱藏(Information Hiding)，避免外界不當使用。在抽象化的過程，善加將定義類別中的屬性跟方法封裝，有利於日後系統維護時造成的許多不必要的問題喔。

為什麼需要將資料隱藏或加以封裝?

舉一個例子:一個Person的類別中，若有一屬性為心跳，如果今天心跳沒有宣告成private(即類別獨自私有，外界不得使用)，代表外界可以直接取得某人的心跳屬性，如此當我在某天跟你吵架我就直接取用你的心跳屬性特定：setHeart(0)，那恭喜你，你得躺平囉！由此應該可以感受到適度進行封裝的效用了吧～

封裝手法：提供受控制的間接操作取代不受控制的直接存取。在系統中最怕的就是不受控制的狀態發生，這對日後的維護非常頭疼，邏輯錯誤在龐大的程式當中要找出來，有時還真的像是大海撈針。如何避免這種不必要的問題發生，我想適度封裝是一個不錯的解決方案喔，舉例而言：若有一個Person的類別，當中有身高、體重兩個屬性，若不將他們宣告成private，那外部類別可以直接取得並設定如下，試想身高設定成-100是什麼樣的狀況又是否合理？但只要你允許外面存取，就無法保證外界是否會對你的屬性做此類愚蠢的設定。

身高 = -100；

針對上述該如何處理呢？建議作法如下：

        private 身高；

        public boolean set身高(int h) {

          if(h<0) return false;

          else 身高 = h;

        }

我們可以藉由將身高封裝，並提供一個外部的設定管道，然而此管道是可受控制的，如此必可確保身高的設定不會有不合邏輯的情況發生。

封裝最主要的兩個優勢：

避免不必要的資料存取現象發生。利用封裝可以適度的將資料進行適度資訊隱藏。如此避免不必要的存取，進而發生問題。

適度將製作細節封裝可以降低ripple effect(漣波效益)，避免日後修改一問題所帶來的連帶效應過大。如此在日後可增加系統的可擴充性、易維護性。對維修工程師將是一大福音喔～

筆記: