计算机网络分类方法和原理

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：图14-3局域网通常在学校机房、家庭、办公室、网吧中布设使用的计算机网络都属于局域网。一个国家或国际间建立的网络都是广域网。此外，很多企业、院校、研究机构和军事机构也建立了为各自特殊需求服务的广域网。

1.任务描述

了解计算机网络的分类方法，掌握局域网和广域网的基础知识。

2.任务展开

1）按网络的作用范围分类

根据网络的作用范围和计算机之间互连的距离，可以将计算机网络划分为广域网、局域网和城域网3种类型。

局域网（Local Area Network，LAN）是限定在一定范围内的计算机网络。局域网一般限定在1～20 km的范围内，由互联的计算机、打印机、网络连接设备和其他在短距离间共享硬件、软件资源的设备组成。局域网通常是一幢建筑物内、相邻的几幢建筑物之间或者是一个园区内的计算机网络，一般由私人组织拥有和管理，如图14-3所示。

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图14-3　局域网

通常在学校机房、家庭、办公室、网吧中布设使用的计算机网络都属于局域网。

城域网（Metropolitan Area Network，MAN）与局域网相比扩展的距离更长，基本上是一种大型的局域网，通常使用与局域网相似的技术。MAN使用DQDB（Distributed Queue Dual Bus）协议，即IEEE 802.6标准，连接着多个局域网。城域网的范围扩大到大约50 km。它可能覆盖一组邻近的公司办公室或一个城市，既可能是私有的，也可能是公用的。城域网可以支持数据和声音，并可能涉及当地的有线电视网（CATV）。提供网络接入服务的服务提供商（ISP）所管理的位于一个地区的网络部分属于这种类型。

广域网（Wide Area Network，WAN）也叫远程网（Remote Computer Network，RCN），其覆盖范围通常为数百千米到数千千米，甚至数万千米，可以是一个地区或一个国家，甚至世界几大洲或整个地球，如图14-4所示。一个国家或国际间建立的网络都是广域网。在广域网内，用于通信的传输装置与传输介质一般由电信部门或服务提供商提供。最常见的广域网就是国际互联网Internet。Internet是当前世界上规模最大的广域网，已经覆盖了包括我国在内的180多个国家和地区，连接了数万个网络，终端用户已达数千万，并且以每月15%的速度增长。此外，很多企业、院校、研究机构和军事机构也建立了为各自特殊需求服务的广域网。

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图14-4　广域网

局域网与广域网的比较如下：

（1）作用范围的比较。局域网的网络分布通常在一座办公大楼或集中的楼群内，为一个单位或一个部门所有，其覆盖范围一般只有几百米到几千米；广域网的网络分布通常是一个地区、一个国家乃至全球，覆盖范围从几十千米到几十万千米。

（2）通信介质的比较。局域网通信所选用的通信介质通常是专用的同轴电缆、双绞线、光纤等专用线缆，若使用无线介质，通常选用红外线；广域网通信所选用的通信介质通常是公用线路，如电话线、光纤等，若使用无线介质，通常选用微波。

（3）通信方式的比较。局域网通信使用的通信介质通常是用来对数字信号直接进行传输的专用线路，所以局域网通信通常采用数字通信方式；广域网通信通常利用公用线路，如公用电话线等，所以广域网通信通常采用借助电话线传输的模拟通信方式、借助卫星进行通信的微波通信方式和借助光纤通信系统实施的光波远程高速信息通信方式。

（4）通信管理的比较。局域网信息传输延时小、信息响应快，所以局域网的通信管理相对简单；广域网信息传输延时大，远程通信要配置功能较强的计算机、各种通信软件和通信设备，通信管理复杂。

（5）通信效率的比较。局域网信息传输效率高、误码率低，误码率一般为10-11～10-8；广域网信息传输误码率要比局域网高得多，一般为10-6～10-4。

（6）服务范围的比较。局域网的服务对象是一个或几个拥有网络管理或使用权限的特定用户，它不是一种公用或商用的设施，通常是为某个部门或单位的特殊业务工作的需要而构建的网络，所以它是具有专用性质的专用网络；广域网不仅具有专用服务特性，还具有公用服务特性，所以在数据信息的安全保密性、防止非法用户使用、防止网络犯罪方面，对广域网要求更高。

（7）网络性能的比较。局域网和广域网具有共同的网络功能特性，但从整体上分析，局域网与广域网的侧重点是完全不一样的。局域网侧重信息的处理，而广域网侧重信息的准确无误、安全传输。

（8）投资费用的比较。局域网建设投资少，运行费用低；广域网不仅建设投资大，而且需要高额的运行费用及系统维护费用。

2）按网络的使用范围分类

按网络的使用范围进行划分，可以将计算机网络分为公共网和专用网两种类型。

公共网由电信部门组建，一般由政府电信部门管理和控制，网络内的传输和交换装置可提供（如租用）给任何部门和单位使用。专用网是由某个部门或公司组建，不允许其他部门或单位使用。专用网也可以租用电信部门的传输线路。例如，军队、铁路、电力、银行等系统均有本系统的专用网络。

3）按网络的管理方式分类

按网络的管理方式不同，可以将计算机网络分为对等网和客户机／服务器网络。

对等（Peer to Peer）网通常是由很少几台计算机组成的工作组。对等网采用分散管理的方式，网络中的每台计算机既可作为客户机又可作为服务器来工作，每个用户都管理自己机器上的资源，所有的主机在网络上处于对等的地位。对等网的优点是管理简单，缺点是可管理性差。早期的很多计算机网络采用对等网方式，采用对等网方式可以大大节省管理开销，但随着网络规模的扩大、网络应用的不断发展，对等网已逐步为客户机／服务器网络所替代。

客户机／服务器（Client／Server）网络常称为C／S网络，它的管理工作集中在运行特殊网络操作系统与服务器软件的计算机上进行，这台计算机被称为服务器。服务器可以验证用户名和密码的信息，处理客户机的请求，为客户机执行数据处理任务和信息服务。网络中其余的计算机则不需要进行管理，而是将请求发送给服务器。客户机／服务器网络的模式大大提高了计算机网络的可管理性，为计算机网络提供了更有效和更丰富的应用途径，但由于服务器需要更高性能的硬件，专用的软件和专业的配置、维护人员，因此增加了管理开销。人们现在使用的网络服务大都基于C／S模式，比如WWW服务、电子邮件服务、文件服务、流媒体服务、打印服务等。

4）按数据传输方式分类

按数据传输方式的不同，可以将计算机网络分为点对点网络和广播网络。

点对点网络（Point to Point Network）中的计算机或设备通过单独的链路进行数据传输，并且两个节点间可能存在多条单独的链路，如图14-5所示。点对点网络是连接网络最自然的想法，任何两个通信节点都由一条或者多条链路相连，任意节点间通信时，都能找到一条甚至多条物理线路，并且能独占通信线路，因此采用点对点的方式能够获得高速率、高可靠性和稳定的延迟。广播网络（Broadcasting Network）中的计算机或设备通过一条共享的通信介质进行数据传输，所有节点都会收到其他任何节点发出的数据信息。这种传输方式主要应用于局域网，广播网络中有3种常见的传输类型：单播、广播与组播。

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图14-5　点对点网络

计算机网络分类方法和原理

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