计算机网络技术分类-计算机网络技术

2023-10-19 理论教育版权反馈

【摘要】：按网络地理覆盖范围分类按照计算机网络所覆盖的地理范围大小进行分类，可以将计算机网络分为局域网、城域网和广域网。图1.4计算机网络的拓扑结构1）总线型拓扑结构总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，网络中各结点均接入总线。按网络使用对象分类按网络的使用对象进行分类，计算机网络可以分为公用网和专用网两大类。

计算机网络可以从地理覆盖范围、拓扑结构、网络使用对象、通信传输方式和网络组件关系等五个方面进行分类。从不同的角度对计算机网络进行分类，有助于更好地理解和认识计算机网络。

（1）按网络地理覆盖范围分类

按照计算机网络所覆盖的地理范围大小进行分类，可以将计算机网络分为局域网、城域网和广域网。网络覆盖的地理范围不同，所采用的传输技术也不同，因此，形成了具有不同网络技术特点与网络服务功能的不同类型的计算机网络。

1）局域网

局域网（Local Area Network，LAN）的覆盖范围较小，一般在10 km 范围内，如一间办公室、一栋大楼、一个园区网络等。局域网具有传输速率高、误码率低、成本低、易于维护管理、使用方便灵活等特点。

2）城域网

城域网（Metropolitan Area Network，MAN）一般是指建立在大城市、大都市区域的计算机网络，覆盖城市的大部分或全部地区，其覆盖范围从几千米到几十千米不等。城域网通常由政府或大型集团组建，作为城市基础设施，为公众提供服务。目前，很多城市都在规划和建设自己城市的信息高速公路，以实现大量用户间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输和共享功能。

3）广域网

广域网（Wide Area Network，WAN）的覆盖范围很大，一般可以从几千米到几万千米。广域网的规模大，可以包含几个城市、一个国家、几个国家甚至全球，它能够实现较大范围内的资源共享和数据通信。

（2）按网络拓扑结构分类

计算机网络的拓扑结构是指网络中各结点（通信设备、主机等）和连线的连接形式。网络拓扑结构对其能够采用的技术、网络的可靠性、网络的可维护性和网络的实施费用等都有重大影响。选用何种类型的拓扑结构来构建网络，要依据实际需要而定。

常见的计算机网络拓扑结构有总线型拓扑、星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑和网状拓扑等，如图1.4所示。

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图1.4　计算机网络的拓扑结构

1）总线型拓扑结构

总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，网络中各结点均接入总线。在局域网中，总线上各结点计算机地位相等，无中心结点，属于分布式控制。总线信道是一种广播式信道，可采用相应的网络协议（如以争用方式为主要特点的CSMA/CD 协议）来控制总线上各结点计算机发送信息和接收信息。这种结构具有简单、易扩充、可靠性高等优点，但缺点是访问控制复杂，组网时受总线长度限制，延伸范围小。

2）星形拓扑结构

星形拓扑结构是以一个结点为中心，网络中其他结点都通过传输介质接入中心结点，所有结点的通信都要通过中心结点转发。这种结构的网络采用广播式或点对点式进行数据的通信。常见的中心结点有集线器、交换机等。

星形拓扑结构的优点是结构简单、管理方便、扩充性强、组网容易。利用中心结点可方便地提供网络连接和重新配置，且单个连接点的故障只影响该结点，不会影响全网，容易检测和隔离故障。它的缺点是中心结点的负载过重，控制过于集中，如果中心结点产生故障，则网络中的所有计算机均不能通信，这种拓扑结构的网络对中心结点的可靠性和冗余度要求较高。

3）环形拓扑结构

环形拓扑结构的传输介质是一个闭合的环，将网络各结点直接连接到环上，或通过一个分支电缆连到环上。环状信道也是一条广播式信道，可采用令牌控制方式协调各结点计算机发送和接收消息。

环形拓扑结构的优点是一次数据在网中传输的最大传输延迟是固定的，每个网络结点只与其他两个结点有物理链路的连接，因此，传输控制机制简单、实时性强。它的缺点是环中任何一个结点出现故障都可能会终止全网运行，因而可靠性较差。为了克服可靠性差的问题，有的网络采用具有自愈功能的双环结构，一旦一个结点不工作，可自动切换到另一环路上工作。

4）树形拓扑结构

树形拓扑结构网络也称为多级星形拓扑结构网络，是由多个层次的星状网络纵向连接而成。树中的每个结点都是计算机或网络设备。一般来说，越靠近树的根部，对结点设备的性能要求越高。与星形网络拓扑结构相比，树形拓扑结构的网络线路总长度较短，成本较低，易于扩充，但其结构较复杂，数据传输时延较大。

5）网状拓扑结构

网状拓扑结构的网络也称为分布式网络，由分布在不同地点的计算机系统互相连接而成。网络中无中心计算机，网上的每个结点都有多条线路与其他结点相连，增加了迂回通路。这种类型的网络优点是结点间路径多，数据在通信时可以大大减少碰撞和阻塞，具有可靠性高、数据传输时延小、网络扩充和主机入网比较灵活简单等优点。但由于其网络结构复杂，其控制和管理也相对复杂，因此具有布线工程量大、建设成本高、软件管理复杂等缺点。(www.chuimin.cn)

以上介绍的是最基本的网络拓扑结构，在实际的网络规划和设计中，通常根据实际需求选择上述几种网络结构混合构成实际的网络拓扑。选择哪种类型的拓扑结构进行网络设计，有多方面的考虑因素，如网络设备安装、维护的相对难易程度、通信介质发生故障时受到影响设备的情况及费用等。

（3）按网络使用对象分类

按网络的使用对象进行分类，计算机网络可以分为公用网和专用网两大类。

1）公用网

公用网是为所有用户提供服务，一般由国家的电信部门建立，如中国公用计算机互联网（CHINANET）、中国教育和科研计算机网（CERNET）等。一般地，只要按照相关部门的规定缴纳费用的用户都可以使用公用网。

2）专用网

专用网是为特定用户提供服务的，例如军队、公安、铁路、电力、金融等系统的网络均属于此类。专用网是企业为本单位的特殊工作需要而专门建立的网络，它们的使用者也是单位内部的人员，具有自建、自管、自用的特点。

（4）按通信传输方式分类

根据数据通信传输的方式不同，计算机网络可分为广播式网络和点对点式网络两大类。

1）广播式网络

广播式网络中结点使用一条共享的传输信道进行数据传输，当一个结点发送数据包时，采用广播的机制向所有结点广播此数据包。由于此广播数据包中包含目的地址和源地址，所有结点收到这个数据包后，根据其目的地址确定是否接收处理该包。如果数据包中的目的地址与自己的地址相同，则接收处理；如果不同，则忽略。通过这种方式，达到在广播式网络中实现一对一通信的目的。广播式网络结构如图1.5所示。

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