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AI 時代,IT 職人養成系列 第 14

AI 時代,IT 職人養成 Day14:企業網路入門:從 TCP/IP 到 DNS、DHCP 的基礎功

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網路出問題,全公司都停擺

筆者 IT 職涯中,最具挑戰的工作就是網路的維持工作,曾遇到全公司網路不通,數百近千台電腦在等著我處理的壓力。

一台電腦有問題只影響一個人;若是一台伺服器有問題,只影響使用那台伺服器相關的工作,其它工作還能做;但若是網路有問題,則全公司的工作都會停擺。

「網路」基礎入門似乎也沒很難,但卻是一門水很深的學問,筆者試著就 IT Support 工程是的角色、或是 台灣中小企業常遇到的情境,整理一些實用的知識讓大家快速的能有所收穫。

💡 網路是企業的血管,暢通才能讓組織運轉。

TCP/IP 網路架構

OSI 七層 對應 TCP/IP 網路架構

不免俗的,要講網路得跟大家交代 網路架構的事,而且幾乎所有網路前輩都會跟你說這個 OSI 網路七層架構非常非常非常...重要。筆者還遇到一家企業老闆,在他們公司網路有問題時,在跟我討論 OSI 七層架構...。可見這是一件非常重要的一件事 (誤)。

就 OSI 七層架構而言,筆者考完試之後,就印象不深刻了,只有在採購 Switch 設備時需要稍微想一下是要買 Layer 2, 還是 Layer 3 時,上網查一下資料也就還 OK。

OSI 七層架構是適用於所有的網路通訊協定的,而企業內的通訊協定,筆者曾遇到的主要還是 NetBEUI、IPX、TCP/IP 三種,2000年前:前兩種是企業網路主力、2000年後主要還是 TCP/IP。

所以沒記熟 OSI 七層,可能還好。但,TCP/IP 的網路架構,就得記得很清楚,因為排除網路異常時,頭腦裏需要非常清楚。

💡 TCP/IP 架構不僅是書本上的模型,更是現場排除問題的地圖。

TCP/IP 的網路架構

  1. 網路存取層:最基礎的一層,包含有線的 Ethernet、無線的 Wi-Fi,定義資料如何在實體媒介上傳輸。
  2. 網際層:由 IP、ICMP 等協定組成,決定封包的位址與路徑,確保資料能找到正確的目的地。
    • 快速記憶:就是 TCP/IP 的 IP,這個跟位址有關。
  3. 傳輸層:主要是 TCP 與 UDP,負責端到端的資料傳送,處理連線可靠性與分段重組。
    • 快速記憶:就是 TCP/IP 的 TCP,這一層主要的傳輸方式,主要就兩種:TCP 與 UDP 兩種。
  4. 應用層:最接近使用者的一層,像 HTTP、DNS、SMTP 等協定,提供各種應用服務。

💡 懂網路不是炫技,而是關鍵時刻能救全場。

網路存取層

網路存取層是跟傳輸媒介有關的事,大致區分實體線路、無線 Wi-Fi

實體線路

實體線路只有一個重點:不同的速度要使用正確的線材,否則效能會被限制,甚至會斷線。常見規格如下:

線材規格 最大速度 最大距離 常見用途
Cat5 100 Mbps 100 公尺 已淘汰,早期網路
Cat5e 1 Gbps 100 公尺 家用與中小企業常見
Cat6 1 Gbps(長距離)、10 Gbps(短於 55 公尺) 100 公尺 辦公室新建案常見
Cat6a 10 Gbps 100 公尺 高速需求的企業主幹線路
光纖 1 Gbps ~ 400 Gbps 幾公里 ~ 數十公里 IDC、機房、電信骨幹

👉 簡單原則:

  • 家用/中小企業:至少用 Cat5e;新拉線建議 Cat6。
  • 企業機房或主幹線路:優先考慮 Cat6a 或光纖。

無線 Wi-Fi

無線網路的重點,在於 標準規格與頻段。隨著版本演進,速度與同時連線數都有明顯提升:

Wi-Fi 標準 常見名稱 頻段 理論最大速度 常見應用
802.11n Wi-Fi 4 2.4GHz / 5GHz 600 Mbps 舊筆電、家用路由器
802.11ac Wi-Fi 5 5GHz 3.5 Gbps 大多數現代家用/辦公室
802.11ax Wi-Fi 6/6E 2.4GHz / 5GHz / 6GHz 9.6 Gbps 高密度環境、IoT、企業部署
802.11be Wi-Fi 7 2.4GHz / 5GHz / 6GHz 40 Gbps 新世代規格,未來高頻寬應用

👉 重點提醒:

  • 2.4GHz 穿牆能力強,但干擾多、速度慢。
  • 5GHz 速度快、干擾少,但穿牆能力弱。
  • 如果是公司環境,建議選用 Wi-Fi 6/6E,因為能同時處理更多裝置。
  • 通常設定 wifi 時,通常是 2.4G, 5G 都會提供,建議 2.4G/5G 為自動切換。一是省去 User 兩者都要設定連線,二是避免 IP 消耗過快。

網際層 (IP層)

網際層 是整個 TCP/IP 網路中,最複雜、最難學習的一層,筆者摘列最簡要的知識,幫助大家學習:

  • Class A, B, C:這個知道一下就好(請自己 Google),實際上我們管不著那些事。
    • 我們只需知道,我們公司內部的網路範圍就可以,通常的內部網路,會使用 192.168 開頭的網路。(也還有其它,視網路規劃者而定)
  • 每一台設備要記得的事,只有三件事 (或四件事)
    • IP :每一台設備都要有一個 IP。
    • Subnet mask 子網路遮罩:這個子網路遮罩,會算出來哪裡是 內網、哪裡是外網。(內外網之稱是太粗略的講法,但中小企業這樣稱呼是 OK) ,內網的話:設備自己就可以連通;外網的話則需要依靠 閘道器 轉送。
    • 預設閘道 (default gateway):通常是一台 路由器,但在中小企業網路則通常是 防火牆。
    • 每一台設備,以上三件事就可以連通網路。
    • 第四件事是 DNS,有設 DNS 可以讓我們使用名稱來找到設備。
  • NAT:
    • 我們需要知道一個技術,叫做 NAT,簡單講,
    • 他是把內部網路,透過 NAT 轉換後,大家共同使用一個 外部 IP 與 整個 Internet 連接的機制。
    • 有一種設備,叫做 IP 分享器,就是在做這件事。
  • IP 分享器、防火牆、路由器:
    • 目前我們出現了這三個名詞。
    • 在中小型企業的網路中,這三個可以說是在講同一件事,就是我們買的 防火牆。因為廠商把 IP 分享器、防火牆 都做在同一台設備裡面了。
    • 嚴格來講,路由器是另有專門的設備。但大家好像習慣都把 IP 分享器也講成是路由器了,其實得視設備能力而定。
  • 網路 IP 的規劃,是一件很專業的事,這務必請專業的網路工程師來規劃,IP Support 工程師是日常的維運與支援,不牽涉規劃的工作。
    • 筆者也常遇到需要幫 中小企業調整網路規劃的事,那是因為一開始沒有人做專業的規劃,很常拿設備的預設值就用下去了,但網路長大後,要調整網路規劃,需要動全公司的設備,那就是一大工程了,調整時全公司網路也得停擺。
  • 每個網路設備都會有一個 IP 之外,每個 IP 又擁有 65,536 個 Port:Port 0 ~ Port 65,535。(Port 0 通常不使用)
    • 每一個 Port 可以跟其它設備建立一個連線。
    • Port 1,023 以下又叫 well-known ports(知名埠號),是指定給一些常見網路服務使用的範圍。
    • 有一些常用的服務,稍後會介紹。這裡就先知道這些即可。
  • IP 有分 IPv4, IPv6 兩種版本:
    • IPv4:目前最普遍的網路位址格式,長度 32 位元,大約 42 億個位址,常見的像 192.168.1.1。由於數量有限,位址逐漸不足。
    • IPv6:新一代的位址,長度 128 位元,理論上幾乎用不完,格式像 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334。除了位址變多,也改善了安全性與效率。
    • 現在大部分網路環境還是以 IPv4 為主,但企業或新設備逐步都要支援 IPv6。

傳輸層

傳輸層是 TCP/IP 網路裡,專門負責「端對端」傳輸的部分。它決定資料在兩台電腦之間,是要採用 可靠完整,還是 快速即時 的哪一種方法。主要就兩種協定:

  • TCP(Transmission Control Protocol)

    • 建立連線(俗稱三向交握),確保雙方都準備好。
    • 資料有編號、有回覆(ACK),掉了會重傳。
    • 適合需要完整性的應用,例如:HTTP/HTTPS、Email、FTP。
    • 👉 可以想像成「掛號信」,一定送到,過程中會追蹤每一封。
  • UDP(User Datagram Protocol)

    • 不建立連線,直接丟資料,不確認對方是否收到。
    • 沒有重傳機制,因此速度快、延遲低。
    • 適合即時應用,例如:影音串流、線上遊戲、VoIP。
    • 👉 可以想像成「明信片」,寄出就算,速度快但無法保證完整。

傳輸層 大概瞭解這些特點即可,提醒一點:兩個設備間的網路服務能互通,兩邊的方法必須一致,比如 Server 是 TCP,那麼 Client 端也要是 TCP,中間的防火牆開放的路,也必須是 TCP。這是很重要的一個重點。

💡 簡單總結:TCP 重可靠,UDP 重速度。

應用層

應用層是 TCP/IP 架構裡最上層,也是使用者感受最直接的一層。
當我們說「開網頁、收信、下載檔案、連線伺服器」時,背後用到的協定都屬於應用層。它不像傳輸層或網際層那麼抽象,因為應用層就是 把網路的功能轉換成我們看得懂、用得上的服務

常見的應用層協定:

  • HTTP / HTTPS:用來瀏覽網頁,HTTPS 提供加密,確保安全。
  • DNS:把像 www.qito.com 這樣的網域名稱,翻譯成電腦能理解的 IP 位址。
  • SMTP / POP3 / IMAP:郵件協定,SMTP 負責寄信,POP3 與 IMAP 負責收信。
  • FTP / SFTP:檔案傳輸,用來上傳或下載檔案。
  • SSH:安全的遠端登入方式,管理伺服器時必備。

📌 在企業 IT 的日常:

  • 員工說「網頁打不開」,通常是 HTTP/HTTPS 出問題。
  • 員工說「信收不到」,你就要檢查 SMTP/IMAP/POP3
  • DNS 伺服器掛掉時,整家公司會覺得「網路全斷」,因為所有服務都靠 DNS 翻譯。

👉 IT Support 工程師不用對每個協定都精通,但要知道它們的角色,這樣在排查問題時,就能快速分辨:

  • 是「應用層」的服務問題?
  • 還是「傳輸層」或「網際層」的連線問題?

💡 記憶口訣:應用層是你要的服務,傳輸層是送貨方式,網際層是導航地址,網路存取層是實際的馬路。

企業內網路基礎機制:DNS, DHCP

在中小企業的日常維運中,兩個最常用到的網路基礎機制,就是 DNSDHCP

  • DNS(Domain Name System)

    • 功能:把人類容易記的名稱(www.qito.com),轉換成電腦要用的 IP。
    • 在企業環境裡,DNS 出問題時,員工通常會反映「什麼網頁都打不開」,因為電腦找不到正確的 IP。
    • 小微企業內通常不一定會自己架設 DNS ,這時候就會是用:
      • ISP 提供的,比如中華電信的: 168.95.1.1, 168.95,192.1
      • Google 得很好記,也很多人愛用: 8.8.8.8
    • 如果企業內部有架設 DNS 來服務公司內的 Server,那就只能使用 公司內的 DNS,不能內外混用,就是說:不能一筆是公司內 DNS Server、另一筆是 外面的 DNS Server。

👉 IT Support 工程師必須清楚:Ping IP 可以,但 Ping 網址不行,多半是 DNS 問題。

  • DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

    • 功能:自動幫每台電腦分配 IP、子網路遮罩、閘道器、DNS。
    • 在台灣小微型企業哩,通常會由 防火牆 兼擔任 DHCP Server
    • 但若是有 AD Server 的企業,則建議由 Windows Server 來扮演 DHCP 角色。
    • 若 DHCP 出現異常,員工電腦常會拿到 169.254.x.x 的位址,導致完全無法上網。
    • DHCP 須設定:
      • IP 起訖範圍,
      • Subnet mask
      • 預設閘道器
      • DNS
      • 企業內,可能還需要設定更多參數,視網路規劃而定
    • 👉 DHCP 好處:幫設備自動取得IP,企業網路一個秘訣:能自動就自動,減少人工設定 IP 的錯誤與衝突。

💡 小結:DNS 解決「怎麼找到別人」,DHCP 解決「怎麼設定自己」。沒有這兩個,企業網路就會天天出狀況。

URI/URL

在網路世界裡要描述一個資源或網址,就會需要用到 URI, URL,

  • URI(統一資源識別符) 是一個大範疇,用來識別資源。
  • URL(定位符):URI 的一種,告訴你「在哪裡」與「怎麼取用」,例如 https://www.qito.com/index.htm
  • URN(名稱):URI 的另一種,只標示名稱,不一定能直接存取,例如 urn:isbn:9789573317241

👉 簡單記:URL ⊂ URI,平常我們看到的網頁位址幾乎都是 URL。

URL 解析:

下面用這個 URL 當例子來拆解:

https://www.qito.com:8080/index.htm

部位 範例 是什麼 重點說明
通訊協定 (scheme) https 用什麼規則傳輸 https 表示走 TLS 加密的 HTTP。常見還有 httpftpmailto…。
主機名稱 (host / FQDN) www.qito.com 要連到哪一台主機 會先經過 DNS 解析 取得 IP。可再細分:www(子網域)、qito(第二層網域)、com(頂級網域)。證書名稱需與此主機名匹配(SNI/憑證)。
連接埠 (port) 8080 服務在主機上的門號 https 預設是 443http 預設 80。預設的就不用寫 Port 。如果寫了 :8080 就是改用 8080;origin 會變成 https://www.qito.com:8080(和 443 不同來源)。
路徑 (path) /index.htm 主機上的資源位置 常見網站根目錄預設文件是 index.htm/.html/.php 等;現代框架也可能無副檔名(例如 /products/123)。
(本例沒有)查詢字串 (query) ?k=v&x=1 傳給伺服器的參數 形式為 ?key=value&key2=value2,空白等特殊字元需 URL 編碼(如空白 %20)。
(本例沒有)片段 (fragment / hash) #section1 瀏覽器內部錨點 不會送到伺服器,只在前端滾動/路由用。

如果把本例補上參數與片段,完整長相可能是:
https://www.qito.com:8080/index.htm?user=alice&lang=zh-TW#top

網路故障排除:連線問題、網路速度慢、IP 衝突

💡 網路維運最需要的不是神技,而是冷靜的邏輯。

網路問題往往最影響工作效率,因為一旦出現,全公司都可能停擺。以下是中小企業最常見的三類:

  1. 連線問題

    • 常見狀況:完全無法上網、內網伺服器無法存取。

    • 檢查步驟:

      1. 確認網線或 Wi-Fi 是否連上。
      2. ipconfig / ifconfig 看看是否拿到 IP。
      3. ping 127.0.0.1 測試網卡 → ping gateway 測試內網 → ping 8.8.8.8 測試外網。
    • 👉 原則:由「自己 → 內網 → 外網」逐層排查。

  2. 網路速度慢

    • 常見狀況:上網卡頓、內網檔案存取慢。

    • 可能原因:Switch 過載、無線干擾、線材不良、有人佔用大量頻寬(BT、下載)。

    • 建議做法:

      • 測試不同裝置,看是單一問題還是全公司。
      • 用 Speedtest 或內網檔案拷貝測速度。
      • 檢查交換器/路由器的狀況,必要時更新韌體或重新開機。
  3. IP 衝突

    • 常見狀況:電腦跳出「Duplicate IP」錯誤,或某些機器忽然斷線。

    • 可能原因:兩台電腦手動設同一個 IP;DHCP 設定範圍與靜態 IP 衝突。

    • 解決方式:

      • 在 DHCP Server 調整發放範圍。
      • 企業網路內部盡量用 DHCP,自動分配 IP,避免人工設定。

💡 小提醒:很多時候「重開路由器」或「重插網線」真的能解決問題,但 IT Support 工程師更需要的是 找到根因,避免問題再發生。

CompTIA A+ 與網路考試要點

CompTIA A+ (220-1101 / 220-1201) 的考綱裡,網路 (Networking) 是一個獨立的領域。重點包括:

  • 辨識與比較常見網路線材(UTP、STP、光纖)、無線標準(Wi-Fi 4/5/6/7)。
  • 基本 TCP/IP 設定:IP、子網路遮罩、閘道器、DNS。
  • 協定與埠號:HTTP(80)、HTTPS(443)、DNS(53)、SMTP(25)、RDP(3389) 等。
  • SOHO 網路(小型辦公室/家庭網路)的安裝與故障排除。

👉 簡單說,A+ 要你不是網路專家,但要能聽懂、能操作、能排查,這正是 IT Support 工程師日常必備的能力。

小結

網路是企業運作的命脈,一旦出問題,全公司幾乎都會停擺。
這一篇整理了 TCP/IP 的四層架構、實體線路與 Wi-Fi 的差異、IPv4 與 IPv6 的觀念,還有 DNS、DHCP 這些基礎機制,以及常見的故障排查方法。

對 IT Support 工程師來說,這些不只是高深的技術,更是每天都會碰到的「生存必備知識」。
你不一定要成為網路專家,但一定要能快速判斷問題發生在哪一層,並用最有效率的方法排除,讓公司的運作不中斷。

💡 網路不只是線與 IP,而是企業能否順利運作的無形基礎。


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