3、计算机网络分类

计算机网络的分类

计算机网络的分类方法有很多，按照不同的标准，可以从不同角度对计算机网络进行分类。

1.按网络覆盖的地理范围分类

计算机网络按照覆盖范围可以分为局域网、城域网、广域网。

局域网（Local Area Network，LAN）覆盖了较小的地域，局限在较小的范围内。如同一个办公室，同一建筑物、同一公司或同一学校，一般是方圆几千米以内，由于传输距离较近，因而数据传输速率较高。

局城网的特点为：

数据传输率高，通常在0.1M到100M之间；

传输距离比较短，一般直径小于2.5km；

传送误码率低，一般在10E-6～10E-10之间；

网络结构比较规范；

网络为单元组织所完全拥有。

局域网的功能颇为强大，它可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享。工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。

城域网（Metropolitan Area Network，MAN）常常指覆盖数十千米的网络。它是一种大型的局域网，覆盖的面积较大，一般在一人城市或地区范围内，城域网一般用作骨干网，主要采用光纤作为传输介质，因此数据传输速率也较高。

城域网的特点为：

地理覆盖范围可达100km；

数据传输速率在50Mbps左右：

传送距高可达10km：

传送误码率小于10E-9；

即可用作专用网，又可用作公用网。

主要用途及适用范围：高速上网、互动游戏、VOD视频点插、网络电视、远程医疗、远程教育、远程监控、家庭证券交易系统等。

广域网（Wide Area Network，WAN）覆盖着辽阔的地域，常常跨越数千千米。它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲，并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

广域网的通信子网主要使用分组交换技术，广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的，

广域网的特点为：

送距离长，可从几十千米到几千千米；

传输速率低，一般在100Kbps左右：

网络结构不规范，可以根椐用户需要随意组网

传送误码率低，一般在10E-3至10E-5

通常广域网的数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多，

2.按网络的传输介质

计算机网络按传输介质可分为有线网和无线网。

有线网：采用有线传输介质来传输数据的网络。有线传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤等。

1、双绞线

双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。

双绞线采用了把一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式，来抵御一部分外界电磁波的干扰，更主要的是降低自身信号的对外干扰。它把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，双绞线”的名字也是由此而来。

双绞线的分类有两种：一种是按照线缆是否屏蔽分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），屏蔽双绞线在电磁屏蔽性能方面要比非屏蔽双绞线要好些，但价格要高些。另一种是按照电气特性分为3类、5类、超5类、6类、7类双绞线等类型，数字越大技术越先进，带宽也越宽，价格也越高，目前在局域网中常用的有5类线、超5类，6类非屏蔽双绞线。

屏蔽双绞线：屏蔽双绞线又分为两类，即STP相FTP。STP是指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线；而FTP则是采用整体屏蔽的屏蔽双绞线。

非屏蔽双绞线：由于价格原因（除非有特殊原因）通常在综合布线系统中只采用非屏蔽双绞线。非屏蔽双绞线的优点很多，它独立、灵活；无屏蔽外套，直径小，节省所占空间；可将串扰减至最小或加以消除；重量轻、易弯曲、易安装；具有阻燃性。

2、同轴电缆

同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一，它由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。同轴电缆的频率特性较双绞线好，误码率低于10E-9——10E-7，能实现较高的传输速率。

同轴电缆可以用于长距离的电话网络、有线电视信号的传输通道以及计算机局域网络。对于长距离的模拟传输来说，每隔几千米需要插入一个放大器；对于长距离的数学传输来说，每隔几百米左右需要安装一个中继器。

同轴电缆分为基带同轴电缆（阻抗50Ω）和宽带同轴电缆（阻抗75Ω）。基带同轴电缆又可分为粗缆和细缆两种，都用于直接传输数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用的高速数字信号和模拟信号传输。闭路电视所使用的CATV电缆就是宽带同轴电缆。

按直径的不同，同轴电缆可分为粗缆和细缆两种：

粗缆

粗缴传输距离长，性能好，但成本高，网络安装、维护困难，一般用于大型局域网的干线，连接时两端需终接器，最大传输距离达到500米。

细缆

细缆与BNC网卡相连，两端装50欧的终端电阻。用T型头，T型头之间最小距离0.5米。细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多接入30个用户。如采用4个中继器连接5个网段。网络最大距离可达925米。

细缆安装较容易。造价较低、但日常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。

3、光纤

光纤是由一组光导纤维组成的用来传播光束的细小而柔韧的传输介质。

它应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。

与其他传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快，传输距离大，主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。

光纤可分为单模光纤和多模光纤：

单模光纤，它由激光作光源。仅有一条光通路，传输距离长，2千米以上，中心玻璃芯较细，只能传一种模式的光。因此，没有膜间色散，适用于远程通信。

多模光纤，由二极管发光，低速短距离，2千来以内，中心玻璃芯较粗，可以传多种模式的光。

无线网：采用无线传输介质来传输数据的网络。无线传输介质如卫星、微波、激光、红外线等。

（1）无线电波

无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。

无线电波的频率范围在10~16kHz之间，使用无线电波的时候，需要考虑到它的频率范围非常有限。其中，大部分都被电视、广播以及政府和军队利用了，只有少部分留给一般的计算机网络使用，这些频率也大部分由国内“无线电管理委员会”统一管理。

（2）红外线

红外局域网采用小于1um波长的红外线作为传输媒体。它不受无线电管理委员会的管制，所以使用范围较广。

红外信号窃听困难，对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。但它没有能力穿透墙壁和一些固体，并且每一次反射都要衰减一半左右，同时也容易被强光源遮盖住，这导致了红外线信号传输距离受限。

（3）激光

激光，如图1-3-6所示。它是利用激光发生器激发半导体材料而产生的高频波。激光通信利用激光束来传输信号，即将激光束调制成光脉冲，以传输数据。激光通信必须配置激光发射器，且安装在可视范围内，它与红外线一样不能传输模拟信号。

激光具有很好的聚光性和方向性，因而很容易被窃听、插入数据和进行干扰，能提供很好的带宽且成本较低；其缺点是不能穿透雨和浓雾，空气中扰乱的气流会引起偏差。

（4）蓝牙

蓝牙（Bluetooth）技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，是一种无线技术标准，实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议。设备之间可通过协议转换角色，从设备也可转换为主设备。

（5）微波

微波是无线电波中一个有限频带的简称，频率在300MHz-300GHz区间，波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。

3、按传输带宽分

计算机网络按传输介质可分为基带网和宽带网，基带网所使用传输介质的频带较窄，数据传输率最高为每秒10兆一20兆比特。宽带网所用传输介质的频带较宽，可达300M~400MHZ，可以用频分多路复用技术，把频带划分为多

个信道，在同一根传输介质上（如在同一根电缆或同一根光纤上）同时传送多个信号。这相对于用同一根传输介质只能传输一个信道来说，在传输介质中传输的频率带宽得到了扩展，传输介质的传输容量提高了几十乃至几百倍，从而使通信效率大大提高。

基带网

基带网又称窄带网，因为其传输介质用双绞线、扁平电缆或同轴电缆，数据传输率在10Mbps以下，以太网就是一种基带网，它采用基带传输技术。

宽带网

宽带网也称作wideband transmission.一种局域网络，信号在不同的入境和出境频道上以射电频率信号形式进行传输，宽带网络中的节点之间用同轴电缆或光纤连接，可以通过多个传输频道同时传送数据、语音以及视频信号，频道之间用频率区分。

4、按通信分类分

在通信技术中，通信信道的类型有两类：广播通信信道与点到点通信信道。在广播通信信道中，多个节点共享一个通信信道，一个节点广播信息，其他节点必须接收信息。而在点到点通信信道中，一条通信信道只能连接一对节点，如果两个节点之间没有直接连接的线路，那么他们只能通过中间节点转接。显然，网路要通过通信信道完成数据传输任务，因此网络所采用的传输技术也只可就有两类，即广播（Broadcast）方式和点到点(Point-to-Point）方式。

点对点

数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输。星型网，环形网采用这种传输方式。

广播式

数据在共用介质中传输。无线网和总线型网络属于这种类型。

5、按服务方式分

按服务方式分可以分为客户机/服务器和对等网。

（1）服务器指专门服务的高性能计算机或专用设备，客户机是用户计算机，客户机共享服务器提供的资源，其优先级、权限，监控都容易实现。这是一种比较常见的网络类型。

2）对等网不要求配置服务器，客户机之间彼此对等且共享资源，适合于部门内部协同工作的小型网络。

6、按使用范围分

计算机网络按使用范围可以分为公用网和专用网。

公用网也称公众间，它是为全社会所有人提供服务的，公用网通常是由国家电信部门组建的。

专用网是某个部门为本单位特殊业务工作的需要而建造的网络，这种网路不向本单位以外的人提供服务，也不允许其他部门和单位使用。

7、按网络拓扑分

按照网络拓扑结构，可把网络分成：总线型网络、星型网络、环型网络、树型网络和网状型网络

1、总线型

总线型拓扑结构的网络中，只有单根通信线路连接所有的计算机和其他的网络设备（如服务器、防火墙等），当一个节点向另一个节点发送数据时，所有节点都将被动地侦听该数据，但只有目标节点接收并处理发送给它的数据，而其他节点将忽略数据。

总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线（BUS）上，各工作站地位平等，无中心节点控制。公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称其为“广播式计算机网络”。任何一个计算机发送的信号都沿着传输介质双向传播，而且能被所有其他计算机侦听到。在同一时间内只允许一个结点利用总线发送数据，当一个结点利用总线以“广播”方式发送数据时，其他结点可以用“监听”方式接收数据。

总线型网络拓扑结构的优点有：布线容易、可靠性高、易于扩充；此外，这种结构的网络结点响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便。

总线型网络拓扑结构的主要缺点有：对总线的故障敏感，任何总线的故障都会使得整个网络不能正常运行；随着网络用户数量的增加，总线型网络的通信效率大大降低，用户数量受到限制。

常见总线型网络有10BASE-2以太网和10BASE-5以太网。

2、环型网络

环型拓扑结构是使用公共电缆组成一个封闭的环，各节点直接连到环上，信息沿着环，按一定方向从一个节点传送到另一个节点。环接口一般由发送器、接收器、控制器，线控制器和线接收器组成，在环型拓扑结构中，有一个控制发送数据权力的“令牌”，它在后边按一定的方向单向环绕传送，每经过一个节点都要被接收、判断一次，是发给该节点的则接收，否则的话就将数据送回到环中继续往下传。

环型拓扑结构的特点：信息在网络中沿着固定的方向流动。两个节点间有唯一的通路，可靠性高，但由于整个网络构成闭合环路，不易扩充；而且当环中的节点不断增加时，响应时间也变得越来越长；如果环中某个节点或者某处发生故障，整个网络将会瘫痪。

3.星形网络拓扑结构

星型拓扑结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话就属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心。因此又称为集中式网络。

星型拓扑结构的特点，山于使用中央设备作为连接点，星型拓扑结构很容易地移动、隔绝或与其他网络连接，具有其他网络的拓扑结构不可比拟的可扩展性；同时，星型拓扑结构网络的系统稳定性好，故障率低；不过，成本高、对中央节点依赖太大，一旦中央节点发生故障，整个网络就会瘫痪。常见的星形网络有10BASE-T以太网l00BASE-T 以太网等

4.树型网络拓扑结构

树型（层次型）网络是一种分级结构，可以看成是星形拓扑的扩展。它的形状像一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可延伸出子分支。层次结构中处于最高位置的结点（根结点）负责网络的控制，树型结构是分级的集中控制式网络。与星形相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。

树型拓扑结构具有通信线路总长度短、网络成本较低、节点易于扩充、寻找比较快捷等优点；但除了叶子节点外，一旦某节点出现故障，该节点的所有节点都会受到影响。

5.网状拓扑结构

网状拓扑结构有时也称为“分布式结构”。在网状拓扑结构中，网络中的每一个节点至少与其他两个节点连接。这种连接不经济，只有每个站点都要频繁发送信息时才使用这种方法。它的安装也复杂，不易管理和维护，但系统可靠性高，容错能力强。常见的网状网络有帧中继网络、ATM网络或其他数据报型网络。

6.蜂窝拓扑结构

蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质（微波、卫星、红外等）点到点和多点传输为特征，是一种无线网，适用于城市网、校园网、企业网。在上述网络拓扑结构中，总线拓扑结构是广播式的计算机网络结构；采用“点一点”线路的通信子网的基本拓扑结构有四类：星形，环形，树型，网状型。