根据不同的分类方法,计算机网络的分类结果也是各不相同的,比如说
- 按照网络的覆盖范围来划分
- 按照使用的通信介质来划分
- 按照通信的传播方式来划分
- 按照通讯速率来划分
- 按照网络使用者划分
- 按照网络交换功能来划分
- 按照网络环境划分
- 以及按照网络拓扑结构来划分等等
我们在这里主要介绍,根据网络的拓扑结构和网络的覆盖范围来进行划分的类型。
计算机网络类型划分
文章目录- 根据网络拓扑结构分类
- 根据网络覆盖范围分类
- 根据通信传输媒介分类
- 总结
首先我们来看一下,根据网络拓扑结构来分类的结果。拓扑(Topology)是几何学中借来的一个名词。什么是拓扑结构呢?网络的拓扑结构是指网络中各节点的互连构型,也就是连接布线的方式。网络拓扑结构主要有五种,分别是
- 星型
- 树型
- 总线型
- 环型
- 网状型
我们大家现在所看到的是星型的拓朴结构,在图1中间是一个被称为集线器的网络设备,该设备有多个端口,每台工作站通过一根网线连接到这个集线器上,可见的星型结构的特点是存在一个中心节点,其他计算机和这个中心节点相连。
系统的连通性,那就与该中心节点的可靠性有很大的关系。比如说我们图中的集线器又被称为Hub,如果它不能正常工作的情况下,那么整个网络的就不再连通。
图1--星型
树型拓扑结构采用的是分层次结构,那正如图2大家所看到的具有一个根节点和多层的分支节点。
- 比如说我们现在看到根节点是一个核心交换机,下面连接了两台楼栋的交换机。
- 每个楼栋交换机下面又连接了若干个楼层交换机,最左边的楼层交换机和最右边的楼层交换机下面又连接了集线器,
- 用户的主机又和集线器相连,或者和楼层交换机相连,作为这个树型拓扑结构中最下面的叶子节点。
- 所以说对于树型拓普结构,它的特点是从根节点到叶子节点呈现一个层次性。
- 另外除了叶子节点以外,中间的这些分支节点都是转发节点。比如说我们图中的各种交换机,集线器等等,都是用于转发数据。
图2--树型
现在我们大家看到的是图3总线型的拓扑结构,那从图中我们可以看出,在总线型的网络中,所有的主机都通过接口连接到一条被称为总线的单根传输线路上,每一台主机发送的信息都必须在总线上传输,并且能够被其他主机所接收。
除此以外相信已经有小伙伴注意到这个问题,就是由于只有一条传输线路,那在任何一个时间点上,网络中只能有一个用户向外发送消息,否则的话多个用户的数据有可能在总线上发生冲突。
那我们将在后面章节局域网部分的学习中会提到如何去解决冲突问题。
图3--总线型
第四种常见的拓扑结构是环型拓扑,那从图4中我们可以看到各台主机通过通信线路首尾相连形成了一个闭合的环路,那数据在环中是沿着一个方向在各台主机之间传输,所以实现起来相对比较简单。
但是我们也可以看出,在环型结构网络中它存在着一个致命的缺点,那就是如果其中一个节点出现故障的情况下,就会导致整个网络瘫痪。
图4--环型
网状拓扑是一种不规则的连接,它的特点就是一个节点到另外一个节点之间可能存在着多条的这个通路,那么它的优点也很明显,具有较高的可靠性。
因为如果说一条路出现故障,那我们可以选择其他线路来发收数据。
由于这种拓扑结构比较复杂,所以实现起来的费用比较高,管理和维护起来相对困难。
图5--网状型
除了我们前面介绍的几种拓扑结构以外,在实际的应用中,尤其是在大型的网络中,可以采用把几种拓扑结构混合在一起,比如说我们现在的因特网,它的拓扑结构就是在基于网状结构的基础上,与其他结构一起构成的拓扑结构。
2.根据网络覆盖范围分类前面我们介绍了根据拓扑结构不同而进行的分类,那我们再来看一下,按照网络覆盖的地理范围的大小是如何来进行分类?按照网络覆盖的范围不同,我们可以把计算机网络分为
- 个人区域网
- 局域网
- 城域网
- 广域网
个人区域网是在个人工作区内把个人使用的电子设备,比如说笔记本电脑,台式电脑,手机,打印机等等,采用无线技术连接起来的网络,它的网络作用范围很小,一般是在十米左右。
对于局域网简称为LAN,它的覆盖范围一般是在几千米以内,往往是属于一个单位或者是一个部门所有,该网络可以在一个办公室内或者是一层楼内,可以是一栋楼内,可以是一个校园内,也可以是在一个园区内。
图6--局域网LAN
大家所看到图6这张图就是一个局域网的例子,它是由四台以太网交换机组成的一个树形拓扑结构的局域网,那两台服务器连接在核心交换机上,其余的主机连接到接入的交换机上。
局域网的特点是作用范围相对来说比较小一点,但是它的传输速率比较高,通常是在十兆比特以上。
组网相对来说也比较简单,成本也比较低,目前的局域网主要有以太网和无线局域网等等。
比如我们现在每个家庭通常都是通过一个无线路由器来组成一个无线局域网,使得每个家庭成员的智能手机、笔记本电脑、平板电脑以及来访的亲朋好友都可以通过无线的方式去访问因特网,也使得我们在走亲访友或者在外面就餐,每到一个地方都会迫不及待的去问wifi密码。
图7--wifi密码
局域网由于使用范围非常广泛,也是我们这门计算机网络基础教程中非常重要的内容,在后面的章节里面我会给大家详细的介绍局域网的原理与技术。
城域网MAN一般来说是在一个城市,但不在同一地理小区范围内的计算机和计算机之间这个互连,这种网络的连接距离可以达到10到100公里。
城域网与局域网类相比,扩展距离更长,连接的计算机数量更多,在地理范围上可以说是局域网的延伸。
在一个大型城市或者都市地区,那一个城域网络通常连接着多个局域网,比如说连接政府机构的局域网,然后医院的局域网,电信的局域网,公司企业的局域网等等。
那比如说我们现在看到的图8是位于江苏省徐州市的徐州教育城域网,那在图上我们可以看出它的网络覆盖范围比较大,徐州市教育局局域网以及徐州各大高校的校园网就通过这个城域网彼此相连,城域网中各个网络设备连接成了一个环型的拓扑结构。
图8--城域网
那对于广域网WAN又称为远程网,它所覆盖的范围比城域网更广,地理范围可以从几百公里到几千公里,比如可以覆盖几个城市,若干个地区或者一个国家等等。
我们现在所看到图9位于图中中间部分就是广域网,四周是相距遥远的局域网。
正如图中所看到的那样,广域网一般适用于把不同城市之间的局域网或者城域网进行互连,使得不同局域网用户可以彼此之间进行通信。那在广域网和局域网之间使用到的一种网络设备就是路由器。
在前面教程,我们提到过中国教育科研网CERNET,中国公用计算机互联网CHINANET,中国公用分组交换网CHINAPAC和中国公用数字数据网CHINADDN等等,都是属于广域网的范畴。
图9--广域网
我们现在所看到的是中国教育科研网CERNET的拓朴图。该网络是由国家投资建设,教育部负责管理,清华大学等高等学校负责承担建设和管理运行的全国性学术计算机互联网络。它主要面向教育和科研单位,是全国最大的公益性互联网络,从图中我们可以看出,它的覆盖范围几乎是全中国,是一个广域网。
图10--CERNET
CERNET分为四级管理,分别是:
- 设在清华大学的全国信息网络中心,该中心负责全国主干网的运行管理。
- 地区信息网络中心和地区主节点。地区信息网络中心和地区主节点分别设在清华大学,北京大学,北京邮电大学,上海交通大学,西安交通大学,华中科技大学,华南理工大学,电子科技大学,东南大学以及东北大学等十所高校,负责地区网的运行管理和规划建设。
- 省教育科研网。CERNET省级节点设在36个城市的38所大学,分布于全国除了台湾以外的所有的省市自治区。
- 校园网。另外的话,CERNET在北京设立了唯一的国际出口,与美国欧洲亚太地区的学术网实现互连。通过这个网络不同校园网的用户之间可以直接进行通信。
CERNET同时还提供了面向教育的专门应用,包括许多国家层面教育信息化的重大应用,例如现代远程教育,数字图书馆,数字博物馆,国外大型期刊数据库,教育部的系列网站等等。
图12--数字博物馆
图13--数字图书馆
3.根据通信传输媒介分类根据通信传输的介质不同,又可以将计算机网络分为有线网络和无线网络,无线网络早已成为人们关注的重点。
通过无线网络技术,我们可以构造一个覆盖全球的这个网络。由于其在接入与组网方面的便利性,可以使得人们在任何地点接入网络,以获取各种信息资源,为利用移动设备接入网络提供了手段。
比如我们每天用智能手机或者是笔记本电脑等等进行网页的浏览,网上电子商务等等。互联网的出现改变了人们传统的工作和生活方式,而无线网络的应用将进一步推动这种改变。
我们知道无线网络与一线网络它的最大不同是传输介质不同,无线通信是利用电磁波在空中传播,实现信息的交换,在后面的传输介质章节中会给大伙介绍各种有线的和无线的传输介质。
图14--无线介质传输
与有线网络类似,可以按无线网络覆盖的范围大小,将无线网络划分为:
- 无线个域网
- 无线局域网
- 无线城域网
- 无线广域网
在后面章节,也会给大伙详细讲解无线局网的工作原理以及其中所用到的各种相关技术,在这里请允许我暂时买个关子。
除了我们前面讲过的三种分类以外,还有很多其他的分类方法,比如说前面提到的:
- 按照网络使用者来划分,可以分为公用网和专用网
- 按照网络交换功能划分,可以分为电路交换网,报文交换网和分组交换网
在后面章节,也会给大伙详细讲解数据交换技术,在这里请允许我暂时买个关子。
4.总结- 了解计算机网络的发展历史
- 掌握计算机网络的基本概念
- 掌握计算机网络的分类方法和主要分类
- 了解各种类型计算机网络的主要特点