[網路基礎] 002 一年 52 週的網路學習挑戰：從基礎到實作，全面掌握網路概論

本篇文章將以「一年 52 週、每週一個核心問題或主題」的形式，為初學者規劃出一整年的網路概論學習路線。你可以依照自己的進度調整，不一定要一週只看一個問題，但這些「問題導向」的思考方式，能幫助你在一年之內打好紮實的網路基礎。每個問題後面都附上簡單的學習建議與實作方向，供你參考。

用問題帶出一年的學習：52 週挑戰網路概論

第 1 週：什麼是網路（Network）？

學習重點：瞭解「網路」在日常生活中的角色、基本架構、作用。
實作建議：
- 列舉生活中各式各樣用到「網路」的情境（手機上網、電腦、智慧家電…）。
- 思考這些服務各需要什麼設備與協定。
推薦工具/參考：維基百科、網路概論入門書。

第 2 週：什麼是 IP、MAC 位址？

學習重點：區分 IP 與 MAC 的功能、IPv4 和 IPv6 的差異。
實作建議：
- 用 ipconfig/ifconfig/ip a 指令查看電腦的 IP 與 MAC。
- 嘗試連手機熱點 or 連家用 WiFi，看 IP 是否改變。
問題思考：為何需要區分「硬體位址(MAC)」與「邏輯位址(IP)」？

第 3 週：什麼是 DNS？為何輸入網址可以找到對應 IP？

學習重點：瞭解網址 (域名) 與 IP 之間的對應關係。
實作建議：
- nslookup 或 dig 查詢常見網域（例如 google.com）。
- 觀察結果中是否有多組 IP？思考為什麼？(CDN、容錯…)
問題思考：如果 DNS 出問題，網路會發生什麼事？

第 4 週：OSI 模型與 TCP/IP 模型是什麼？

學習重點：了解分層概念：從實體層到應用層，各層負責的任務。
實作建議：
- 繪製一張 OSI 模型與 TCP/IP 模型對應的圖，試著把網路上常見的協定放進對應的層。
- 參考 Wireshark 中封包資訊的各層表現。
問題思考：為什麼要用分層模式，而不是一口氣定義所有規則？

第 5 週：了解網路設備：路由器 (Router) 與交換器 (Switch) 的差別？

學習重點：Router 與 Switch 的定位，分別在第幾層運作。
實作建議：
- 觀察家裡的「黑色盒子」(可能是融合了路由器 + 交換器 + WiFi AP)。
- 了解有線交換器的連接埠、燈號，如何判斷流量的流動。
問題思考：Switch 在第二層依賴 MAC，Router 在第三層依賴 IP，為什麼這樣分工？

第 6 週：認識 WiFi（無線區域網路）的原理與安全性

學習重點：WiFi 基本標準(802.11 a/b/g/n/ac/ax) 與加密方式 (WEP, WPA2, WPA3)。
實作建議：
- 進入路由器後台，查看 WiFi 加密設定；嘗試變更 SSID、密碼。
- 觀察 2.4GHz 與 5GHz 的網路訊號強度與速度差異。
問題思考：為什麼早期的 WEP 很容易被破解？現代的 WPA2/WPA3 有哪些加強？

第 7 週：什麼是區域網路 (LAN) 與廣域網路 (WAN)？

學習重點：了解 LAN 與 WAN 的範圍與應用場景，區分它們在網路拓撲中的角色。
實作建議：
- 觀察家裡路由器的「LAN 埠」與「WAN 埠」，理解其用途與區別。
- 繪製一張簡單的網路架構圖，標示家中設備如何透過 LAN 互聯，並如何透過 WAN 連接外部網際網路。
問題思考：LAN 與 WAN 的區別是什麼？如何在 LAN 內分配 IP？為何 LAN 常使用私有 IP（192.168.x.x、10.x.x.x、172.16.x.x）而 WAN 則通常是公有 IP？

第 8 週：認識子網遮罩 (Subnet Mask) 與 CIDR

學習重點：瞭解 IP 的分類方式、如何劃分子網路。
實作建議：
- 嘗試計算某個 CIDR(如 /24, /16) 可容納多少 IP。
- 了解網路遮罩如何在內網中劃分小網段。
問題思考：為什麼公司或大型組織需要分割成多個子網？

第 9 週：什麼是 DHCP？自動取得 IP 的原理

學習重點：DHCP 伺服器如何動態發放 IP。
實作建議：
- 在家裡路由器的 DHCP 列表中，看看各設備取得的 IP 與租期 (Lease Time)。
- 嘗試在電腦上手動設定 IP vs. 自動取得 IP 的區別。
問題思考：若 DHCP 服務器掛掉了，會發生什麼事情？

第 10 週：ARP(位址解析協定) 與 ARP Spoofing

學習重點：第三層 IP 怎麼對應到第二層 MAC，ARP 運作流程。
實作建議：
- arp -a 查看本機的 ARP 快取表。
- 思考若有人惡意回應假的 MAC，導致流量錯誤導向，會有什麼安全風險？
問題思考：ARP Spoofing 在本地網路攻擊中常見的做法是什麼？

第 11 週：NAT(網路位址轉換) 與 Port Forwarding

學習重點：家用網路內部 IP 如何透過 NAT 與外部網路連線。
實作建議：
- 在路由器上嘗試 Port Forwarding：對內網的某台電腦開一個服務，例如 HTTP，在路由器上進行轉發。
- 從外網 (手機 4G) 測試能否連到家裡電腦。
問題思考：為什麼要用 NAT？有何優缺點？

第 12 週：TCP 與 UDP：連線導向 vs. 非連線導向

學習重點：TCP 三次握手、四次揮手，以及 UDP 沒有握手的特性。
實作建議：
- 用 Wireshark 捕捉 TCP 連線建立封包，觀察 SYN、SYN-ACK、ACK。
- 試試 netcat (nc) 傳送 UDP 封包，看是否有回覆？
問題思考：為什麼影片串流常用 UDP，而網頁瀏覽多用 TCP？

第 13 週：TCP 連線中的擁塞控制與流量控制

學習重點：TCP 為何能保證可靠性？何謂 Window Size？
實作建議：
- Wireshark 中查看 TCP Header 的 SEQ、ACK、Window Size。
- 如果網路壅塞，TCP 會如何調整傳輸速率？
問題思考：UDP 為何沒有這些機制？

第 14 週：HTTP/HTTPS 基礎：瀏覽器是怎麼連線到伺服器的？

學習重點：HTTP 流程與 HTTPS 加密概念 (TLS)。
實作建議：
- 用瀏覽器的「開發者工具 (F12)」觀察網頁請求、回應標頭(Header) 與狀態碼。
- 嘗試連線到 http:// 與 https://，觀看封包差異。
問題思考：為什麼 HTTP 是明文？HTTPS 如何加密？憑證(Certificate)又是什麼？

第 15 週：DNS 運作更深入：遞迴查詢、權威 DNS、根伺服器

學習重點：DNS 查詢流程、全球 DNS 架構。
實作建議：
- 用 dig +trace (Linux/Mac) 或網路上的 DNS 查詢工具，完整追蹤從根伺服器到權威 DNS 的過程。
問題思考：為什麼全球只需要 13 組根伺服器 IP，就能管理所有網域？

第 16 週：HTTPS 的 TLS/SSL 握手流程

學習重點：TLS/SSL 握手細節 (ClientHello、ServerHello…)。
實作建議：
- Wireshark 中觀察 TLS 握手階段的封包，看看交換了哪些資訊 (協定版本、加密套件)。
問題思考：數位憑證、CA(憑證機構) 在這裡扮演什麼角色？

第 17 週：瀏覽器顯示「不安全連線」的原理

學習重點：知道瀏覽器如何檢測憑證；明白自簽證書 vs. 受信任 CA。
實作建議：
- 嘗試在本機架一個自簽憑證的 HTTPS Server，看看瀏覽器的反應。
問題思考：為什麼自簽證書在內網測試時很常見，但正式網站卻不可取？

第 18 週：Email 協定：SMTP、POP3、IMAP

學習重點：郵件傳輸與接收原理，常見的 25, 110, 143, 465, 993 埠號。
實作建議：
- Wireshark 中觀察發送或接收郵件的封包(若是明文，能看到收件人、寄件人等資訊)。
問題思考：郵件系統中如何做加密傳輸 (STARTTLS)？SPF、DKIM、DMARC 是什麼？

第 19 週：NTP（網路時間協定），為何時間同步很重要？

學習重點：瞭解 NTP 在系統維護、憑證驗證、日誌分析上的重要性。
實作建議：
- 查查看你的電腦或伺服器設定的 NTP 伺服器是誰？(例如 time.google.com, time.windows.com…)
問題思考：若時間不同步，SSL 憑證與很多安全機制會失效？

第 20 週：What is a Packet? 以封包為中心

學習重點：IP Packet、TCP Segment、UDP Datagram 的結構。
實作建議：
- 用 Wireshark 逐層檢視：Ethernet Header → IP Header → TCP/UDP Header → Data。
問題思考：一個大檔案被切成多個小封包，如何在接收端重組？

第 21 週：了解 VLAN（虛擬區域網路）

學習重點：透過交換器在第二層做網段隔離、802.1Q 標籤。
實作建議：
- 若有支援 VLAN 的交換器 (或軟體模擬)，嘗試將不同 port 設置為不同 VLAN，看是否可互通。
問題思考：公司為什麼要用 VLAN 區分內部網路，如管理 VLAN、客戶 VLAN、IoT VLAN 等？

第 22 週：路由協定簡介：RIP、OSPF、BGP

學習重點：在大型網路或 ISP 間，路由如何動態學習與轉發。
實作建議：
- 簡單了解 OSPF 與 BGP 的用途、差異與基本概念。
問題思考：為什麼全球的 ISP 間要靠 BGP 協定來交換路由？

第 23 週：防火牆 (Firewall) 基本觀念

學習重點：包過濾 (Packet Filtering)、狀態檢測 (Stateful)、應用層防火牆等。
實作建議：
- 在家裡路由器或電腦防火牆中，嘗試封鎖特定埠號，測試連線失敗。
問題思考：傳統防火牆如何在第 3、4 層過濾？若是應用層該怎麼辦？

第 24 週：Proxy 與 Reverse Proxy 的概念

學習重點：代理伺服器 (Proxy) 與反向代理 (Reverse Proxy) 的差別與用途。
實作建議：
- 使用 Squid 或 Nginx 搭建 Proxy/Reverse Proxy，觀察日誌。
問題思考：為什麼企業常用 Proxy 管控員工上網？反向代理如何保護內部伺服器？

第 25 週：SSL VPN、IPSec VPN

學習重點：遠端連線的加密隧道，L2TP、OpenVPN、WireGuard…
實作建議：
- 了解何謂「Site-to-Site VPN」與「Client-to-Site VPN」。
- 嘗試在路由器或電腦上設定一個簡易 VPN。
問題思考：為什麼公司要給員工使用 VPN 存取內部系統？

第 26 週：再探 NAT：NAPT、PAT，1對1 NAT vs. 1對多 NAT

學習重點：深度瞭解 NAT 的不同模式、不同功能。
實作建議：
- 比較 PAT(埠位址轉換) 與靜態 NAT(一對一轉換) 的差異。
問題思考：當外網 IP 不足時，NAT 如何解決大多數家用或公司網路的需求？

第 27 週：IPv6

學習重點：IPv6 位址格式 (128 位元)、自動組態 SLAAC、Link-local 位址等。
實作建議：
- 若 ISP 提供 IPv6，嘗試在家中啟用，查看 ipconfig/ifconfig 出現的 IPv6 位址。
問題思考：IPv6 會不會最終取代 IPv4？路由方式有何不同？

第 28 週：CDN（內容傳遞網路）與全球分散式架構

學習重點：了解 Cloudflare、Akamai 等如何將內容快取到世界各地。
實作建議：
- dig www.example.com 多次查看回應 IP 可能不同。
- 比較使用 CDN 前與使用 CDN 後，網頁載入速度的差異。
問題思考：CDN 是如何幫助大型網站應對 DDoS 攻擊？

第 29 週：網站攻擊基礎：DDoS (分散式阻斷服務)

學習重點：DDoS 攻擊方式 (流量型、應用層型)，防禦思路。
實作建議：
- 模擬測試 (謹慎在自己實驗環境)：使用壓力測試工具 (siege、locust) 測試網站高負載情況。
問題思考：為什麼雲端防護或 CDN 可以抵擋大量流量？

第 30 週：Email 安全與釣魚(Phishing) 攻擊

學習重點：如何假冒郵件、釣魚連結的成形，SPF/DKIM/DMARC。
實作建議：
- 觀察常見垃圾郵件 (Spam) 的 Header，看看寄件人的域名、IP 是否對得上。
問題思考：為何 DMARC 能減少釣魚郵件冒充公司域名？

第 31 週：HTTP/2、HTTP/3 (QUIC) 新世代協定

學習重點：多工 (Multiplexing)、Header Compression、QUIC(Udp-based) 原理。
實作建議：
- 用瀏覽器開發者工具檢查所訪問的網站，是否使用 HTTP/2/3？
問題思考：HTTP/3 使用 UDP 怎麼還能保證可靠性？

第 32 週：FTP、SFTP、FTPS 檔案傳輸協定

學習重點：老舊的 FTP 與其安全性問題；SFTP(SSH) 與 FTPS(TLS) 的差異。
實作建議：
- 嘗試架設一個 FileZilla Server 或 vsftpd，並使用 FTP 客戶端連線，觀察封包。
問題思考：FTP 明文傳輸帳號密碼的風險是什麼？

第 33 週：VoIP（網路電話）與 SIP 協定

學習重點：VoIP 的運作原理，SIP 信令與 RTP 媒體流。
實作建議：
- 了解行動通訊業者的 VoLTE 是否也基於 IP 封包傳輸。
問題思考：VoIP 怎麼在防火牆或 NAT 背後協商連線？

第 34 週：SSH（Secure Shell）遠端管理

學習重點：SSH 如何進行加密、金鑰配對 (Public/Private Key)。
實作建議：
- 用 ssh-keygen 產生金鑰對，部署在伺服器上，嘗試無密碼登入。
問題思考：為什麼 SSH 比傳統 Telnet 更安全？

第 35 週：常見的掃描與偵測：nmap

學習重點：使用 nmap 掃描網路埠 (Ports)、作業系統猜測、版本偵測。
實作建議：
- 用 nmap 掃描自己的實驗機或本機網路，查看有哪些開啟的埠。
問題思考：攻擊者如何利用 nmap 搜尋容易被入侵的主機？

第 36 週：封包分析工具：Wireshark 深入應用

學習重點：過濾 (Filter) 語法、Follow TCP Stream、重組檔案。
實作建議：
- 用 Wireshark 抓取 HTTP 封包，直接在工具裡復原文字或圖片。
問題思考：在公共 WiFi 使用未加密 HTTP 有什麼風險？

第 37 週：iptables、pf、Windows Firewall 深入

學習重點：不同作業系統的防火牆實作方式，規則配置。
實作建議：
- Linux 下寫幾條 iptables 規則，封鎖特定 IP 或埠號，測試效果。
問題思考：防火牆應該放在網路哪一層？主機層 vs. 網路邊界？

第 38 週：MITM（中間人攻擊）與 SSL Strip

學習重點：ARP Spoofing、DNS Spoofing 等 MITM 方式，與 SSL Strip。
實作建議：
- 只在測試環境裡，用防禦的角度學習如何攔截封包，並思考防護措施。
問題思考：HSTS (HTTP Strict Transport Security) 如何抵禦 SSL Strip？

第 39 週：負載均衡 (Load Balancing) 與 HAProxy, Nginx LB

學習重點：TCP/HTTP 代理模式、輪詢(Round Robin) 等演算法。
實作建議：
- 搭建 Nginx 作為反向代理 + 負載均衡，連兩台後端網站服務。
- 觀察日誌，查看流量如何分配。
問題思考：大型網站如何透過負載均衡來提升可用性？

第 40 週：基本網路故障排除流程

學習重點：ping, tracert, nslookup, tcpdump 的運用邏輯。
實作建議：
- 設定幾種常見故障場景：DNS 失效、Gateway 錯誤、封鎖埠等，逐一用工具排查。
問題思考：為何要先檢查物理層(線、燈號)，再看 IP、DNS？

第 41 週：內網架設 Web Server（Apache/Nginx）基礎

學習重點：基礎網站架構，設定虛擬主機 (Virtual Host) 等概念。
實作建議：
- 在同一台伺服器上同時架設多個網站 (利用不同埠或不同域名)。
問題思考：網站如何對外曝光？DNS、NAT、Port Forwarding 如何協同？

第 42 週：HTTPS 憑證管理：Let’s Encrypt

學習重點：免費憑證申請與自動更新機制。
實作建議：
- 使用 certbot 在自己的測試網域上佈署 SSL，讓網站成為「綠色鎖頭」。
問題思考：自動更新失敗時，憑證過期會造成什麼後果？

第 43 週：雲端網路基礎：AWS VPC、Azure VNets、GCP VPC

學習重點：雲端環境的虛擬網路、子網 (Subnet)、安全群組 (Security Group)。
實作建議：
- 開一個小的 AWS 免費帳號，體驗建立 VPC、子網，佈署 EC2，設定 Security Group。
問題思考：雲端為何能彈性擴展？隔離網段如何保護系統？

第 44 週：CDN 與 WAF（Web Application Firewall）在雲端

學習重點：了解雲端 CDN 整合 WAF，防禦網頁攻擊 (SQLi、XSS 等)。
實作建議：
- 申請 Cloudflare 免費方案，觀察其 CDN 與基本防護。
問題思考：在第 7 層過濾 (HTTP 層) 與在第 3、4 層過濾 (Packet) 有何不同？

第 45 週：資料中心與機房網路結構

學習重點：三層架構 (接入層、聚合層、核心層)、兩層扁平化趨勢。
實作建議：
- 如果有機會，參訪或查看資料中心拓撲，或閱讀相關文件。
問題思考：大型資料中心如何確保高可用與冗餘？

第 46 週：Wireshark 進階：協定分析、加密流量分析

學習重點：研究更進階的 Display Filter、協定解碼。
實作建議：
- 分析某個應用層協定 (如 DNS、DHCP)，看看每個欄位對應的值。
問題思考：HTTPS 加密後，Wireshark 還能看到什麼資訊？

第 47 週：入侵偵測系統 (IDS) 與入侵防禦系統 (IPS)

學習重點：Snort、Suricata 等的原理，簽名比對、流量分析。
實作建議：
- 在虛擬機裡安裝 Snort，測試常見掃描是否被偵測。
問題思考：IPS 與防火牆有何不同？為何需要 IDS/IPS 雙方協作？

第 48 週：VPN 以外的遠端辦公解決方案：Zero Trust

學習重點：Zero Trust 架構、以身份為中心的存取控制。
實作建議：
- 了解 Google BeyondCorp 或 Cloudflare Access 等 Zero Trust 服務。
問題思考：為何越來越多企業開始「去 VPN 化」？

第 49 週：IPv6 安全與隧道技術

學習重點：隧道協定 (6to4、Teredo)、IPv6 的 DAD (重複位址檢測)、RA (路由廣播) 安全。
實作建議：
- Wireshark 下觀察 IPv6 RA (Router Advertisement) 封包。
問題思考：IPv6 內建 IPsec，是否意味著更安全？

第 50 週：網路監控與管理：SNMP、NetFlow、Syslog

學習重點：常見網管協定與流量分析機制。
實作建議：
- 在家裡路由器或 Linux 伺服器啟用 Syslog，集中日誌。
問題思考：企業如何快速找到網路壅塞或故障節點？

第 51 週：進階主題：SDN（軟體定義網路）與虛擬化網路

學習重點：OpenFlow、VXLAN 等概念，現代資料中心扁平化與彈性化。
實作建議：
- 閱讀 Open vSwitch、Kubernetes CNI (Container Network Interface) 資料。
問題思考：SDN 與傳統網路管理方式有何差異？

第 52 週：回顧總結與未來方向

學習重點：將一年來學習的網路知識做整合，思考下一階段深耕或擴充的領域。
實作建議：
- 建立自己的網路學習筆記 (或部落格)，整理所有週次的學習心得。
問題思考：你想專注在更進階的網路安全、雲端架構、DevOps 或其他領域？

如何有效執行這 52 週挑戰

訂出每週的固定學習時間：例如每週花 2~3 小時先閱讀、搜集資料，再花 1~2 小時做實作或測試。
做好紀錄：建議使用筆記軟體 (Evernote、Notion、Obsidian…) 或部落格，記錄每個問題的答案、過程中遇到的困難。
動手實驗為主，文字理論為輔：許多網路概念光看書容易覺得抽象，但只要動手抓封包、設定路由器，就能在過程中快速釐清。
找到學習夥伴或社群：有任何疑問時，能在論壇、社群上尋求解答，也可以相互激勵。
靈活調整順序：若你對某些議題特別有興趣或有急用，可以彈性安排，但盡量保持每週持續前進的節奏。

結語

以上 52 個主題，是從「為何輸入網址就能看到網頁」這個大哉問開始，一步步延伸出來的網路世界。整合下來，已涵蓋了從基礎概念、網路協定、網路安全、實際部署，到雲端與新技術的方方面面。若能堅持一年，完成大部分的練習與觀念吸收，相信你在網路概論、網路基礎與初階資安等領域都能有相當穩固的根基。

接下來的路，會有更多進階的主題（如容器網路、微服務架構、安全掃描與滲透測試、零信任網路等），都可以在你熟悉上述基礎之後，再繼續深入。祝大家學習順利，成為真正懂原理、能實作的「網路好手」！