Electronic Commerce

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Chihlee University of Technology, Spring 2016Electronic CommerceAssociate Professor: Chien-Hua Tsai

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Electronic Commerce

http://www1.chihlee.edu.tw/teachers/chienhua/

第4章電子商務的網路基礎建設

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GOALS

Note: Some slides and/or pictures in the following are adapted fromslides ©2015 上奇資訊股份有限公司.

4-1 通訊網路簡介

4-2 通訊網路拓樸

4-3 通訊傳輸媒介

4-4 參考模型

4-5 通訊協定簡介

4-6 網際網路連線方式

4-7 網際網路熱門服務功能

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4-1 通訊網路簡介

通訊網路規模

區域網路（Local Area Network, LAN）

是一種最小規模的網路連線方式，涵蓋範圍可能侷限一個房間、同一棟大樓或者一個小區域內，達到資源共享的目的。

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通訊網路簡介

都會網路（Metropolitan Area Network, MAN）

就是數個區域網路連結所構成的系統。例如校園網路（campus area network, CAN），不同的校園辦公室與組織可以被連結在一起，如總務處的會計辦公室可以被連接至教務處的註冊辦公室，也算小型都會網路的一種。

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通訊網路簡介

廣域網路（Wide Area Network, WAN）

連接無數個區域網路與都會網路，可能是都市與都市、國家與國家，甚至於全球間的聯繫。像是網際網路則是利用光纖電纜或電話線將廣大範圍內分散各處的區域網路連結在一起，是最典型的廣域網路。

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通訊網路簡介

主從式網路與對等式網路

主從式網路

優點是網路的資源可以共管共用，而且透過伺服器取得資源，安全性也較高。缺點是必須有相當專業的網管人員負責，軟硬體的成本較高。

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Recitation 1

What are the network types based on span of geographical area?A. LAN (Local area network)B. MAN (Metropolitan area network)C. WAN (Wide area network)D. CAN (Campus area network)E. PAN (Personal area network)

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通訊網路簡介

對等式網路

優點是架設容易，不必另外設定一台專用的網路伺服器，成本花費自然較低。缺點是資源分散在各部電腦上，管理與安全性都有缺陷。

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Recitation 2

What are the network types based on host roles?A. Peer-to-peerB. Client-serverC. Point-to-pointD. Customer-to-customer

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4-2 通訊網路拓樸

星狀拓樸

優點：如果有一台電腦出現問題，只會影響到該電腦，不致於癱瘓整個網路。由於此種網路是屬於中樞控制架構，在擴充及管理時都頗為方便。

缺點：每台電腦都需要一條網路線與中心集線器相連，使用線材較多，成本也較多。另外當中心節點集線器故障時，則有可能癱瘓整個網路。

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通訊網路拓樸

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通訊網路拓樸

環狀拓樸

優點：優點是網路上的每台電腦都處於平等的地位，也沒有一個中央控管單位來進行資源的分配與管理，所以每台電腦傳遞訊息的機會都相等。另外因為訊號傳遞為單方向，傳遞路徑大為簡化，訊號不會有衰減（attenuation）現象。

缺點：當網路上的任一台電腦或線路故障，網路上其它電腦會受到影響。

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通訊網路拓樸

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通訊網路拓樸

匯流排拓樸

優點：由於電腦與週邊設備都在此匯流排上，安裝與擴充設備都很容易，成本花費也較低。

缺點：當新增或移除此網路上的任何節點時，必須中斷網路的功能，當傳輸出現問題時，由於只利用一條匯流排，所以其他網路上的節點也會受到影響。另外整個網路的規模或範圍不能太大，否則會降低傳輸效率。

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通訊網路拓樸

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Recitation 3

What are the network types based on network topologies?A. BusB. RingC. StarD. Mesh

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通訊網路拓樸

通訊傳輸方向

單工

是指傳輸資料時，只能做固定的單向傳輸，所以一般單向傳播的網路系統，都屬於此類。

半雙工

是指傳輸資料時，允許在不同時間內互相交替單向傳輸，也就是同一時間內只能單方向由一端傳送至另一端，無法雙向傳輸。

全雙工

是指傳輸資料時，即使在同一時間內也可同步進行雙向傳輸，也就是收發端可以同時接收與發送對方的資料。

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通訊網路拓樸

資料傳輸交換技術電路交換

當您要使用時，才撥打對方的電話號碼與利用線路交換功能來建立連線。不過一旦建立兩端間的連線後，它將維持專用狀態，無法讓其他節點使用正在連線的線路，另外費用也較貴，而且連線時間緩慢。

訊息交換是利用訊息可帶有目的端點的位址，在傳送過程中可以選擇不同傳輸路徑，因此線路使用率較高。

並使用所謂「介面訊息處理器」來暫時存放轉送訊息，當資料傳送到每一節點時，還會進行錯誤檢查，傳輸錯誤率低。

缺點是傳送速度也慢，需要較大空間來存放等待的資料，另外即時性較低，重新傳送機率高，較不適用於大型網路與即時性的資訊傳輸，通常用於如電報、電子郵件的傳送方式。

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通訊網路拓樸

分封交換

是一種結合電路交換與訊息交換優點的交換方式，利用電腦儲存及「前導傳送」（Store and Forward）的功用，將所傳送的資料分為若干「封包」（packet），「封包」（packet）是網路傳輸的最小單位，也是一組二進位訊號，每一封包中並包含標頭與標尾資訊。

優點是節省傳送時間，並可增加線路的使用率，目前大部份的通信網路都採用這種方式。

缺點是由於封包傳送順序不一，需要花費封包重組的成本。

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Recitation 4

What are the major telecommunication categories?A. Circuit switchingB. Packet switchingC. Message switchingD. Frame switching

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4-3 通訊傳輸媒介

引導式媒介（guided media）是一種具有實體線材的媒介，例如雙絞線（twisted pair）、同軸電纜（coaxial cable）、光纖等。

非引導式媒介（unguided media）又稱為無線通訊媒介，例如紅外線、無線電波、微波等。

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通訊傳輸媒介

雙絞線

是一種將兩條絕緣導線相互包裏絞繞在一塊的網路連線媒介，通常又可區分為「無遮蔽式雙絞線」（Unshielded Twisted Pair, UTP）與「遮蔽式雙絞線」（ Shielded Twisted Pair, STP）兩種。例如家用電話線路是一種「無遮蔽式雙絞線」，優點是價格便宜，缺點是容易被其他電波所干擾。

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通訊傳輸媒介

同軸電纜

構造中央為銅導線，外面圍繞著一層絕緣體，然後再圍上一層網狀編織的導體，這層導體除了有傳導的作用之外，還具有隔絕雜訊的作用，最後外圍會加上塑膠套以保護線路。在價格上比雙絞線略高，普及率也僅次於雙絞線。

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通訊傳輸媒介

光纖

傳遞原理是當光線在介質密度比外界低的玻璃纖維中傳遞時，如果入射的角度大於某個角度（臨界角），就會發生全反射的現象，也就是光線會完全在線路中傳遞，而不會折射至外界。

由於光纖所傳遞的光訊號，所以速度快，而且不受電磁波干擾。光纖通常使用在「非同步傳輸模式」網路（Asynchronous Transfer Mode，ATM）上，而在100BaseFX 高速乙太網路上，也可以使用兩對光纖來進行連結。

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通訊傳輸媒介

紅外線

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通訊傳輸媒介

無線電波

具備穿透率強和不受方向限制的特性，與無線光學技術比較起來，它確實較適合使用在無線區域網路上。並且也不容易受到鋪設及維護線路的限制。

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Recitation 5

What are the types of transmission media?A. Optical fiberB. Twisted pairC. Coaxial cableD. Radio wavesE. MicrowaveF. Infrared light

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OSI Reference Model

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4-4 參考模型

OSI 參考模型

應用層（application layer）這一層直接提供了使用者程式與網路溝通的「操作介面」，例如瀏覽器、FTP 客戶端、各式網路應用軟體等。

表現層（presentation layer）主要的工作也就是協調網路資料交換格式（如

ASCII、JPEG、MPEG）、字元轉換碼、資料的壓縮與加密。

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參考模型

會談層（session layer）主要的工作是在資料傳輸送前訂定連線建立的模式、資料請求與回應方式、傳輸參數的設定等等。

傳輸層（transport layer）主要的工作是控制資料流量、資料確認、偵錯錯誤處理、網路與主機位址的轉換等。

網路層（network layer）負責將訊息定址並將邏輯位址與名稱轉換成實體位址。主要工作包括IP 定址與路徑選擇、途逕尋找、網路管理、資料分割重組等。

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參考模型

資料連結層（data link layer）主要是負責資料「加框」（Frame）及「還原」（Deframe）處理，並決定資料的實際傳送位址、流量與傳送時間與偵錯的工作等。在流量考量下，會將所接收的封包，切割為較小的訊框，並在前後加上表頭及表尾，讓接收端予以辨認。

實體層（Physical Layer）是OSI 模型的第一層，所處理的是真正的電子訊號，主要的作用是定義是實際定義網路資訊傳輸時的實體規格，包含了連線方式、傳輸媒介、訊號轉換等等，也就是對數據機、集線器、連接線與傳輸方式等加以規定。

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OSI Reference Model

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OSI Reference Model

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TCP/IP Protocol Stack(Internet Model)

The TCP/IP reference model and the TCP/IP protocol stack make data communication possible between any two computers, anywhere in the world.

TCP/IP Protocol SuiteApplication (FTP, SMTP, POP, Telnet, HTTP, SSH,…)

Transport (TCP, UDP)Network (IP, ARP, ICMP)Network Interface (DSL, Ethernet, FDDI,…)

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Comparing TCP/IP with OSI

Pretty similar to OSI

TCP/IP has less layers (four)

Main difference in layers is after layer 4

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Mapping the “Internet” to OSI

Slides developed by Chien-Hua Tsai

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Mapping the “Internet” to OSI

Slides developed by Chien-Hua Tsai38

The Importance of TCP/IP

Lower Level Protocols

(Not TCP/IP’s Concern!)

Higher Level Protocols(Not TCP/IP’s Concern!)

BGP

SNMPTelnet FTPHTTP

SMTP


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Recitation 6

What are the TCP/IP layers?A. Application LayerB. Transport LayerC. Network LayerD. Internet LayerE. Network Access Layer

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通訊協定簡介

IP 協定

是TCP/IP 協定中的運作核心，存在DoD 網路模型的「網路層」（network layer），也是構成網際網路的基礎，是一個「非連接式」（Connectionless）傳輸通訊協定，主要是負責主機間網路封包的定址與路由，並將封（packet）從來源處送到目的地。而IP 協定可以完全發揮網路層的功用，並完成IP 封包的傳送、切割與重組。

也就是說可接受從傳輸所送來的訊息，再切割、包裝成大小合適IP 封包，然後再往連結層傳送。

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Internet Protocol (IP)

IP is the network layer

Unreliable service

connectionless datagram protocol

Best effort delivery

No error detection or correction for packet data

No network congestion control (beyond “drop”)

Packets can be delivered out-of-order

Packets may be lost or arbitrarily delayed

Successive packets may not follow the same path

Two versions of the IP are in use: IP Version 4 and IP Version 6.


IP Packet Structure


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Transmission Control Protocol (TCP)

Byte-stream socket abstraction for applicationsRetransmission of lost or corrupted packetsFlow-control to respond to network congestionSimultaneous transmission in both directionsMultiplexing of multiple logical connections


TCP Segment Format


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TCP Communication Flags

Synchronize alias “SYN”: Initiates connection between hosts

Acknowledgement alias “ACK”: Establishes connection between hosts

Push alias “PSH”: System accepting requests and forwarding buffered data

Urgent alias “URG”: Instructs data contained in packets to be processed ASAP

Finish alias “FIN”: Communicates to the remote system of no more retransmissions

Reset alias “RST”: Resets a connection


Recitation 7

What are TCP communication flags?A. FINB. SYNC. ACKD. RSTE. PSHF. URG

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The TCP Three-Way Handshake

Connection Establishment



Connection Termination


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通訊協定簡介

UDP 協定

是一種較簡單的通訊協定，例如TCP 的可靠性雖然較好，但是缺點是所需要的資源較高，每次需要交換或傳輸資料時，都必須建立TCP 連線，並於資料傳輸過程中不斷地進行確認與應答的工作，對於一些小型但頻率高的資料傳輸，這些工作都會耗掉相當的網路資源。

而UDP 則是一種非連接型的傳輸協定，允許在完全不理會資料是否傳送至目的地的情況進行傳送，當然這種傳輸協定就比較不可靠，不過它適用於廣播式的通訊，也就是UDP 還具備有一對多資料傳送的優點，這是TCP 一對一連線所沒有。

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User Datagram Protocol (UDP)

Unreliable serviceNo flow and error control


User Datagram Protocol (UDP)


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TCP vs. UDP

TCPConnection-Oriented

Three Way Handshake

Reliability more important than Speed

UDPConnectionless

No Handshake

Speed more important than Reliability


Popular Ports and Services

20/21 FTP TCP

23 TELNET TCP

25 SMTP TCP

53 DNS UDP TCP

80 HTTP TCP

110 POP3 TCP

161 SNMP UDP

443 HTTPS TCPSlides developed by Chien-Hua Tsai

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Recitation 8

What are well-known ports used with UDP?A. SMTPB. TFTPC. RPCD. SNMPE. TELNET

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Routing in the Internet

Popular routing protocols


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Routing in the Internet

An autonomous system (AS) is a group of networks and routers under the authority of a single administration.

Intradomain routing Interdomain routing


Whois Lookup Service


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Open Shortest-Path First (OSPF) Routing

Network is a graph with routers and linksEach unidirectional link has a weight

Shortest-path routes from sum of link weightsWeights are assigned statically (configuration file)

Weights based on capacity, distance, and trafficFlooding of info about weights and IP addresses

u

yx

wv

z2

21

3

1

1

2

53

5

Graph: G = (N,E)

N = set of routers = { u, v, w, x, y, z }

E = set of links ={ (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) }

linkrouter


Building OSPF Routing Table

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10 20

32

12

14 A

B

E

F D

C

A(0)


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8

1712

10 20

32

12

14 A

B

E

F D

C

A(0)

B(8)

D(20)

C(32)



8

1712

10 20

32

12

14 A

B

E

F D

C

A(0)

B(8)

D(20)

C(32)

D(25)


63


8

1712

10 20

32

12

14 A

B

E

F D

C

A(0)

B(8)

D(20)

C(32)

D(25)

F(32)

C(30)



A(0)

B(8)

D(20)

C(32)

D(25)

F(32)

C(30)

8

1712

10 20

32

12

14 A

B

E

F D

C

F(42)

E(44)


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A(0)

B(8)

D(20)

C(32)

D(25)

F(32)

C(30)

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10 20

32

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14 A

B

E

F D

C

F(42)

E(44)



A(0)

B(8)

D(20)

C(32)

D(25)

F(32)

C(30)

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10 20

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14 A

B

E

F D

C

F(42)

E(44)


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8

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10 20

32

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14 A

B

E

F D

C

A(0)

B(8)

D(20)

F(32)

C(30)

E(44)



Destination Metric Next hop

B 8 B

C 30 D

D 20 D

E 44 D

F 32 D

Forwarding table

The shortest path treeof router A

A(0)

B(8)

D(20)

F(32)

C(30)

E(44)


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Your Turn: Building Routing Table

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10

32

12

14 A

B

E

F D

C

Check the case!


Your Turn: Building Routing Table

Destination Metric Next hop

Forwarding table

The shortest path treeof router A


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4-6 網際網路連線方式

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網際網路連線方式

傳統電話撥接上網

利用現有的電話線路，在撥接至伺服器之後，就可以與網路連線。由於是透過電話線的語音頻道，在資料的傳送速率上目前只能到56Kbps，而且不能同時進行資料傳送與電話語音服務。

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ADSL 數據機

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纜線數據機

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專線上網

一般中小企業可透過向ISP 申請一條固定傳輸線路與網際網路連接，利用此數據專線，達到提供二十四小時全年無休的網路應用服務。專線的頻寬有64Kbps、512kbps、T1、T2、T3、T4 等。

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衛星直撥

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光纖上網

與ADSL 相較，光纖（optical fiber）上網可提供更高速的頻寬，最高速度可達1Gbps，並且光纖上網是用光線來代替電流傳輸訊號，在傳導過程中的損耗比傳統電線低很多，隨著光纖成本日益降低，更提供了穩定的連線品質，光纖的主要用戶群已經首度超越ADSL 的主要用戶群，光纖網路頻寬也無如ADSL 受距離限制問題，預估消長情形會越來越明顯，光纖將逐漸成為國內寬頻上網的首選。

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4-7 網際網路熱門服務功能

全球資訊網（World Wide Web：WWW）

79

Evolution of the InternetExplosive Growth in the Internet



What's the difference between intranet, extranet and internet?

Intranet is shared content accessed by members within a single organization.Extranet is shared content accessed by groups through cross-enterprise boundaries.Internet is global communication accessed through the Web.

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81Slides developed by Chien-Hua Tsai

What's the difference between intranet, extranet and internet?

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網際網路熱門服務功能

全球資源定位器

『存取協定：// 網頁所在主機名稱/ 存放路徑/ 網頁名稱』，如下所示：

上述「存取協定」是指電腦相互之間進行資料通訊時，所必須訂立的共同協議。其中http 協定是用於存取全球資訊網的文件。

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Connecting to the Internet

“http://abc:[email protected]:38/xyz/k.asp?id=8 & x=9”

How about this meaning?


The World Wide Web

The World Wide Web (WWW), or web, consists of a worldwide collection of electronic documents (webpages)A website is a collection of related webpages and associated itemsA web server is a computer that delivers requested webpages to your computerWeb 2.0 refers to websites that provide a means for users to share personal information, allow users to modify website content, and provide applications through a browser


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The World Wide Web

A webpage has a unique address called a web address or URL


The World Wide Web

A browser is an application that enables users with an Internet connection to access and view webpages on a computer or mobile device

A home page is the first page that a website displays


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The World Wide Web

A webpage has a unique address called a web address or URL


The World Wide Web

The World Wide Web functions as a layer on top of the Internet, helping to make it more functional. The advent of the Mosaic web browser helped to make the web much more usable.


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電子郵件

電子郵件地址的格式主要由「使用者名稱」與「郵件伺服器名稱」兩部分組成，兩者之間以「@」符號作區隔，如下行所示：

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檔案傳輸協定功能（File Transfer Protocol：FTP）

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電子佈告欄（Bulletin Board System：BBS）BBS 是一種提供較小型的區域性線上討論服務，通常是學生族的最愛。基本上，它在Internet 尚未流行前，就已經在校園中廣泛流行了。

透過BBS，可進行線上交談、公告與閱讀文章、信件傳遞等等。

大專院校幾乎都會架設許多BBS 站台，至今BBS 仍是各大專院校學生上網討論的主要園地。

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即時通訊

是一種網際網路時代的全新溝通方式，透過Internet 就可以立即互相交流聊天，如果您想要跟好友們利用即時通訊溝通，雙方都必須安裝即時通訊軟體，並且都在線上，才能透過即時通訊軟體，以文字（鍵盤打字）、語音（需有麥克風、耳機或喇叭）或視訊（需有WebCam）進行溝通，也可以多人以群組方式進行通訊。

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Reading Assignment

Chapter 4 of 電子商務與網路行銷, 吳燦銘

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Your Turn: TCP Three-Way Handshake

Flags Src Dst Seq # Ack #

1037 80 102723769

80 1037 1527857206

1037 80

Answer


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Electronic Commerce

第4章電子商務的網路基礎建設

End of the Chapter

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