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计算机网络的分类


2013年12月11日 作者: 来源:

  计算机网络的分类方法多种多样,从不同的角度分类,可以得到不同的网络类型。
  例如:
  
(1) 按覆盖区域分,可分为:广域网(WAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)和个人网(Internet)
  
(2) 按拓扑结构分,可分为:总线型、星型、树型、环型、网格型(全部互联型、不规则型)和无线蜂窝型。
  
(3) 按通信传播方式分,可分为:点对点传播方式网和广播式传播方式网。

  (4) 按使用范围分,可分为:专用网和公用网。
  
(5) 按信息交换技术方式分,可分为:电路交换网、报文交换网和分组交换网。
  
(6) 按通信介质分,可分为:双绞线网、同轴电缆网、光纤网、光纤同轴混合网、无线网、红外及微波网。
  
(7) 按用户关联度分,可分为:骨干网、接入网和驻地网。
  
(8) 按传输带宽分,可分为:基带网和宽带网。
常用的网络类型是按网络的覆盖区域、拓扑结构及通信传播方式来划分的。

  1. 按覆盖范围分类
  由于网络覆盖的地理范围不同,它们所采用的传输技术也不同,因而形成了不同的网络技术特点与网络服务功能。按网络覆盖的地理范围,可以将其分为局域网、城域网、广域网和个人网。

  1) 局域网(LAN)
  局域网是局部地区网的简称,其覆盖范围较小,一般在几千米范围内,可由一个单位或地区组建。局域网组建简单,两台计算机连接起来就能构建局域网。学校的一个机房通常就是一个小型的局域网,而整个学校的校园网络则是较大型的局域网。其特点是:传输距离近;速率高(一般为41000 Mb/s);传输错误率低及组网方便等。局域网是目前计算机网络技术中最活跃的一个分支。

  2) 城域网(MAN)
  城域网的覆盖范围在广域网和局域网之间,其规模限于一个城市范围。它的运行方式类似局域网,其设计目标是满足一个城市范围内的机关、公司、企事业单位的计算机连网需求。其传输速率一般在45150 Mb/s之间。其传输介质一般以光纤为主。现在的城域网已实现数据、语音、图形与视频等多媒体信息的传输功能。

  3) 广域网(WAN)
  广域网又称远程网,其范围可以是几个城市、地区,甚至整个国家以至全球。出于国防、军事、科技研究的需要,广域网发展较早。广域网传输距离远,一般速率较低,常在9.6 kb/s45 Mb/s之间。因为传输距离远,而且主要依靠公用传输网,所以广域网的误码率较高。
  广域网始于
20世纪60年代,其典型代表是美国国防部的ARPANET。在我国,与Internet相连的中国公用计算机互联网(CHINANET)、中国金桥网(CHINAGBN)和中国教育科研网(CERNET)都是广域网。由中国电信经营的中国公共数据网(CHINAPAC)和中国数字数据网(CHINADDN)也是广域网。

  2. 按拓扑结构分类
  计算机网络拓扑结构是指一个网络的通信链路和节点的几何排列或物理布局图形。这里的节点是指网络中的终端、计算机及网络通信设备。计算机网络拓扑是通过计算机网络中的各个节点与通信线路之间的几何关系来表示网络结构的,并反映出计算机网络中各实体
(通信对象)之间的结构关系。

  1) 总线型拓扑
  在总线型结构中,各节点通过通信线路与一条公共总线相连接,如图
1-6所示。其特点是:有良好的扩展性,增删节点容易;因为共用一条总线,因而线路的利用率高,线路的成本较低。但是,总线型拓扑结构的稳定性较差,当一个节点出现故障时,会导致全网故障,而且查找故障较困难。常用的查找故障的方法是排除法,从服务器开始,一个节点一个节点地排除。

  2) 星型拓扑
  在星型结构中,各节点通过专用通信线路与一个公共节点相连接,任何两个节点的通信都必须经过中心节点,如图
1-7所示。中心节点可以是功能强大的计算机,也可以是程控交换机或集线器。星型结构网络的特点是:网络结构简单,组建网络容易,排查网络故障容易;但是,线路的利用率低;中心节点是网络的关键,一旦出现故障,则全网不能正常工作。

  3) 树型拓扑
  树型结构的实质是星型结构的扩展,如图
1-8所示。它具备星型结构的所有特点,与星型结构相比,它延长了两个节点之间的通信长度,而通信线路的总长度减少了。现在,树型拓扑被广泛用于组网实践。

  4) 环型拓扑
  环型结构网络中,各节点计算机连成一个闭合环路,如图
1-9所示。在环型线路上,信息的传递是单方向地从一个节点传到另一个节点,任何两个节点通信都要绕环路一周。其特点是:信息在环路上传输时不会发生冲突,但是,一个节点出现故障时,整个环路就不能正常工作。因此,环型结构网络的可靠性差,环的维护复杂,环节点的加入和撤出过程比较复杂。

  5) 全部互连
  在全部互连网络中,任何两个节点间都有直接的通信介质相连,如图
1-10所示。所以,这种网络的通信速度快,可靠性高,但是组建网络的投资大,灵活性差,当节点数较多时这种不足更加突出。因此,这种结构的网络常常只用于节点较少、可靠性要求较高的场合。

  6) 无线蜂窝型拓扑
  在地形比较复杂的山区,架设有线通信介质比较困难,这时可利用无线设备进行通信。在较小范围内组建网络时,人们对有线通信介质带来的不便已开始不满。近来,无线局域网正在兴起。无线蜂窝型结构网络正是目前网络研究的热点。
  无线蜂窝型拓扑由圆形区域组成,每一区域中心都有一个节点,这些圆形区域将地理区域划分成细胞形地区,形成通信链路,如图
1-11所示。区域中没有物理连接点,只有电磁波,节点可以是移动节点(如笔记本电脑),也可以是转发节点(如卫星通信或基站)

  无线蜂窝型结构的优点是没有物理布线问题,特别是对地形复杂的小范围连网,其优点更为突出。目前无线局域网是计算机网络的一大热点,无线局域网的应用也越来越普遍。但其不足的是区域中到处充满信号,容易受到干扰,监听和盗用也很容易。由于容易受到干扰,所以实际应用中很少单独使用无线蜂窝型结构,而是将它与其他拓扑结构混用,如将无线通信基站与基站之间使用光纤连接。

  3. 按通信传播方式分类
  在通信技术中,通信信道有两种类型:广播通信信道和点到点通信信道。在广播通信信道中,多个节点共享一个通信信道,一个节点发送广播信息时,其他任何一个节点都可以接收到这个节点的信息。而对于点到点通信信道,一条通信线路只能连接两个节点,若这两个节点之间没有直接连接的线路,则它们只能通过中间节点转接。根据网络的通信传播方式分类,相应地,计算机网络可分为点对点传播方式网和广播传播方式网两种类型。

  1) 点对点传播方式网
  在点对点传播方式网中,每条物理线路都连接着两台计算机。若有多台计算机,则连接的物理线路就可能非常复杂,且从源节点到目的节点可能存在多种连接。在这种情况下,路由选择就显得十分重要。若从源节点到目的节点没有直接连接的线路,则它们之间的分组传输就需要通过中间节点接收、存储和转发,即报文分组从一个中间节点到另一个中间节点重复接收、存储和转发,直到到达目的节点为止。采用交换机作为中心节点的星型结构网络是典型的点对点传播方式网。

2) 广播传播方式网
  在广播传播方式网中,所有的计算机都使用一条公共的通信信道。它的工作过程是:当一台计算机发送报文分组时,其他的计算机就会通过公共的通信信道接收到这个分组。报文分组中带有目的地址和源地址,接收到该分组的计算机会检查自己的节点地址和分组中的目的地址是否一致,若一致,则接收该分组,否则丢弃该分组。总线型拓扑结构网络是典型的广播传播方式网。


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