1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從發(fā)展到現(xiàn)在應(yīng)用得非常廣泛，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類方法有很多種，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分類不同，在同一種網(wǎng)絡(luò)中可能會(huì)有很多種不同的名詞說法，如局域網(wǎng)、總線網(wǎng)、以太網(wǎng)或Windows NT/2000網(wǎng)絡(luò)等。因此，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類的研究有助于我們更好地理解和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以下是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要方法分類。

1.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按覆蓋范圍分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍不同，所采用的傳輸技術(shù)也有所不同，因此形成了不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。按覆蓋地理范圍的大小，可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。

1.局域網(wǎng)

局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互連在一起所形成的網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍一般局限在房間、大樓或園區(qū)內(nèi)。局域網(wǎng)一般指分布于幾千米范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)的特點(diǎn)是：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠。

局域網(wǎng)可分布于一個(gè)間房、每個(gè)樓層、整棟樓及樓群之間等，范圍一般在2km以內(nèi)，最大距離不超過10km，如圖1.7所示。它是在小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)大量推廣使用之后逐漸發(fā)展起來的。一方面，它容易管理與配置；另一方面，容易構(gòu)成簡(jiǎn)潔整齊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。局域網(wǎng)速率高，延遲小，傳輸速率通常為10Mb/s～2Gb/s。因此，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)往往能對(duì)等地參與對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用與監(jiān)控。再加上成本低、應(yīng)用廣、組網(wǎng)方便及使用靈活等特點(diǎn)，深受用戶歡迎，是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展中最活躍的一個(gè)分支。局域網(wǎng)的物理網(wǎng)絡(luò)通常只包含物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。

局域網(wǎng)主要用來構(gòu)建單位的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，如辦公室網(wǎng)絡(luò)、辦公大樓內(nèi)的局域網(wǎng)、學(xué)校的校園網(wǎng)、工廠的企業(yè)網(wǎng)、大公司及科研機(jī)構(gòu)的園區(qū)網(wǎng)等。局域網(wǎng)通常屬于單位所有，單位擁有自主管理權(quán)，以共享網(wǎng)絡(luò)資源和協(xié)同式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為主要目的。

局域網(wǎng)主要特點(diǎn)：

（1）適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)范圍小；

（2）傳輸速率高；

（3）組建方便、使用靈活；

（4）網(wǎng)絡(luò)組建成本低；

（5）數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤率低。

局域網(wǎng)按照采用的技術(shù)、應(yīng)用范圍和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不同，可以分為共享局域網(wǎng)和交換局域網(wǎng)。局域網(wǎng)發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的分支。

2.城域網(wǎng)

城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種大范圍的高速網(wǎng)絡(luò)，它的覆蓋范圍通常為幾千米至幾十千米，傳輸速率為2Mb/s～數(shù)Gb/s，如圖1.8所示。隨著使用局域網(wǎng)帶來的好處，人們逐漸要求擴(kuò)大局域網(wǎng)的范圍，或者要求將已經(jīng)使用的局域網(wǎng)互相連接起來，使其成為規(guī)模較大的城市范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。因此，城域網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要滿足幾十千米范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司與社會(huì)服務(wù)部門的計(jì)算機(jī)連網(wǎng)需求，實(shí)現(xiàn)大量用戶、多種信息傳輸?shù)木C合信息網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)主要指大型企業(yè)集團(tuán)、ISP、電信部門、有線電視臺(tái)和政府構(gòu)建的專用網(wǎng)絡(luò)和公用網(wǎng)絡(luò)。

城域網(wǎng)主要特點(diǎn)：

（1）適合比LAN大的區(qū)域（通常用于分布在一個(gè)城市的大校園或企業(yè)之間）；

（2）比LAN速度慢，但比WAN速度快；

（3）昂貴的設(shè)備；

（4）中等錯(cuò)誤率。

3.廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）的覆蓋范圍很大，幾個(gè)城市、一個(gè)國家、幾個(gè)國家甚至全球都屬于廣域網(wǎng)的范疇，從幾十千米到幾千或幾萬千米，如圖1.9所示。此類網(wǎng)絡(luò)起初是出于軍事、國防和科學(xué)研究的需要。如美國國防部的ARPANET網(wǎng)絡(luò)，1971年在全美推廣使用并已延伸到世界各地。由于廣域網(wǎng)覆蓋距離遙遠(yuǎn)，其速率比局域網(wǎng)低得多。另外在廣域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)之間連接用的通信線路大多租用專線，當(dāng)然也有專門鋪設(shè)的線路。物理網(wǎng)絡(luò)本身往往包含了一組復(fù)雜的分組交換設(shè)備，通過通信線路連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于廣域網(wǎng)一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信技術(shù)，所以必須解決尋址問題，這也是廣域網(wǎng)的物理網(wǎng)絡(luò)中包含網(wǎng)絡(luò)層的原因。

互聯(lián)網(wǎng)在范疇上屬于廣域網(wǎng)。但它并不是一種具體的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是將不同的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)按某種協(xié)議統(tǒng)一起來的一種高層技術(shù)，是廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)、局域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的互連，形成了局部處理與遠(yuǎn)程處理、有限地域范圍資源共享與廣大地域范圍資源共享相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)。目前，世界上發(fā)展最快、最熱門的互聯(lián)網(wǎng)就是Internet，它是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)。國內(nèi)這方面的代表主要有：中國電信的CHINANET網(wǎng)、中國教育科研網(wǎng)（CERNET）、中國科學(xué)院系統(tǒng)的CSTNET和金橋網(wǎng)（GBNET）等。

廣域網(wǎng)的主要特點(diǎn)：

（1）規(guī)模可以與世界一樣大小；

（2）一般比LAN和MAN慢很多；

（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸錯(cuò)誤率最高；

（4）昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

1.3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按通信傳輸技術(shù)分類

網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)特點(diǎn)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分是一種很重要的方法。在通信技術(shù)中，通信信道有兩類：廣播通信信道與點(diǎn)到點(diǎn)通信信道。因此網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)也有兩類，即廣播（Broadcast）方式和點(diǎn)到點(diǎn)（Point-to-Point）方式。這樣，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可以分為兩類：

1.廣播式網(wǎng)絡(luò)

廣播式網(wǎng)絡(luò)中的廣播是指網(wǎng)絡(luò)中所有連網(wǎng)計(jì)算機(jī)都共享一個(gè)公共通信信道，當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)利用共享通信信道發(fā)送報(bào)文分組時(shí)，所有其他計(jì)算機(jī)都會(huì)接收并處理這個(gè)分組。由于發(fā)送的分組中帶有目的地址與源地址，網(wǎng)絡(luò)中所有接收到該分組的計(jì)算機(jī)將檢查目的地址是否與本節(jié)點(diǎn)的地址相同。如果被接收?qǐng)?bào)文分組的目的地址與本節(jié)點(diǎn)地址相同，則接收該分組，否則將收到的分組丟棄。廣播網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)或設(shè)備使用一個(gè)共享的通信介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳播，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都能收到任何節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)信息。廣播網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式目前有以下3種方式：

單播（Unicast）：發(fā)送的信息中包含明確的目的地址，所有節(jié)點(diǎn)都檢查該地址。如果與自己的地址相同，則處理該信息，如果不同則忽略。

組播（Multicast）：將信息傳送給網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)。

廣播（Broadcast）：在發(fā)送的信息中使用一個(gè)指定的代碼標(biāo)識(shí)目的地址，將信息發(fā)送給所有的目的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)使用這個(gè)指定代碼傳輸信息時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)都接收并處理該信息。

2.點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)中的每兩臺(tái)主機(jī)、兩臺(tái)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間或主機(jī)與節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間都存在一條物理信道，機(jī)器（包括主機(jī)和節(jié)點(diǎn)交換機(jī)）沿某信道發(fā)送的數(shù)據(jù)確定無疑只有信道另一端的唯一一臺(tái)機(jī)器收到。在這種點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，沒有信道競(jìng)爭(zhēng)，幾乎不存在訪問控制問題。絕大多數(shù)廣域網(wǎng)都采用點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀網(wǎng)是典型的點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)洹４送猓切徒Y(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)，某些環(huán)網(wǎng)，尤其是廣域環(huán)網(wǎng)，也是點(diǎn)到點(diǎn)的。

1.3.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)中通信線路和節(jié)點(diǎn)之間的幾何排列形式；或者，網(wǎng)線與節(jié)點(diǎn)之間排列所構(gòu)成的圖形。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是拋開網(wǎng)絡(luò)電纜的物理連接來討論網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接形式，是指網(wǎng)絡(luò)電纜構(gòu)成的幾何形狀，它能表示出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置和互相之間的連接。在網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)過程中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是關(guān)鍵問題之一，了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成具有指導(dǎo)意義。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1.10所示，一般可以分為總線型、星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀型等。

總線型在一條單線上連接著所有工作站和其他共享設(shè)備（文件服務(wù)器、打印機(jī)等）。總線型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非常便于擴(kuò)充、價(jià)格相對(duì)較低、安裝使用方便。一旦總線的某一點(diǎn)出現(xiàn)接觸不良或斷開，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將陷于癱瘓。實(shí)際安裝時(shí)要特別處理好總線的各個(gè)接頭。

星型是以中心節(jié)點(diǎn)為中心與各節(jié)點(diǎn)連接。星型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：系統(tǒng)穩(wěn)定性好，故障率低。由于任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間通信都要經(jīng)過中心節(jié)點(diǎn)，故中心節(jié)點(diǎn)出故障時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)癱瘓。在文件服務(wù)器/工作站的局域網(wǎng)模式中，中心節(jié)點(diǎn)是文件服務(wù)器，存放共享資源。在文件服務(wù)器與工作站之間接有集線器（HUB），集線器的作用為多路復(fù)用。目前大多數(shù)局域網(wǎng)均采用星型結(jié)構(gòu)。

環(huán)型網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)和連接節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)-點(diǎn)鏈路組成的一個(gè)閉合環(huán)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)從一條鏈路上接收數(shù)據(jù)，然后以同樣的速率串行在另一條鏈路上發(fā)送出去。鏈路大多數(shù)是單方向的，即數(shù)據(jù)在環(huán)上只沿一個(gè)方向傳輸。局域網(wǎng)技術(shù)中的令牌環(huán)網(wǎng)是環(huán)型網(wǎng)的一個(gè)實(shí)例。工作站、共享設(shè)備（服務(wù)器、打印機(jī)等）通過通信線路將設(shè)備構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán)。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：信息在網(wǎng)絡(luò)中沿固定方向流動(dòng)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間有唯一的通路，可靠性高。由于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉合環(huán)，故網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充起來不太方便。環(huán)型網(wǎng)是局域網(wǎng)常采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一。

樹型拓?fù)涫且环N分級(jí)結(jié)構(gòu)。在樹型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間不產(chǎn)生回路，每條通路都支持雙向傳輸。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是擴(kuò)充方便、靈活，成本低，易推廣，適合分主次或分等級(jí)的層次型管理系統(tǒng)。

網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)有一條專業(yè)線路相連。網(wǎng)狀型拓?fù)鋸V泛用于廣域網(wǎng)中。由于節(jié)點(diǎn)之間有多條線路相連，所以網(wǎng)絡(luò)的可靠性較高。由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，建設(shè)成本較高。

以上介紹了五種基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)，還可構(gòu)造出一些復(fù)合型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。例如，中國教育科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（CERNET）可認(rèn)為是網(wǎng)狀型網(wǎng)、樹型網(wǎng)和環(huán)型網(wǎng)的復(fù)合，如圖1.11所示。其主干網(wǎng)為網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)，連接的每一所大學(xué)大多是樹型結(jié)構(gòu)或環(huán)型結(jié)構(gòu)。

1.3.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按組件分類

1.對(duì)等網(wǎng)

在對(duì)等（Peer to Peer）網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)計(jì)算機(jī)的地位沒有從屬關(guān)系，也沒有專用的服務(wù)器和客戶機(jī)。網(wǎng)絡(luò)中的資源分散在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上的，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有可能成為服務(wù)器也有可能成為客戶機(jī)。網(wǎng)絡(luò)的安全驗(yàn)證在本地進(jìn)行，一般對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的用戶小于或等于10臺(tái)，如圖1.12所示。

對(duì)等網(wǎng)能夠提供靈活的共享模式，組網(wǎng)簡(jiǎn)單、方便，但難于管理，安全性能較差。它可滿足一般數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰砸恍┬⌒蛦挝辉谟?jì)算機(jī)數(shù)量較少時(shí)可選用“對(duì)等網(wǎng)”結(jié)構(gòu)。

2.客戶機(jī)/服務(wù)器模式（Client/Server）

為了使網(wǎng)絡(luò)通信更方便、穩(wěn)定、安全，我們引入基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)（Client/Server，簡(jiǎn)稱C/S），如圖1.13所示。這種類型網(wǎng)絡(luò)中有一臺(tái)或幾臺(tái)較大計(jì)算機(jī)集中進(jìn)行共享數(shù)據(jù)庫的管理和存取，稱為服務(wù)器，而將其他的應(yīng)用處理工作分散到網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)上去做，構(gòu)成分布式的處理系統(tǒng)。服務(wù)器控制管理數(shù)據(jù)的能力已由文件管理方式上升為數(shù)據(jù)庫管理方式，因此，C/S中的服務(wù)器也稱為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，注重于數(shù)據(jù)定義及存取、安全備份及還原、并發(fā)控制及事務(wù)管理，執(zhí)行諸如選擇檢索和索引排序等數(shù)據(jù)庫管理功能。它有足夠的能力做到把通過其處理后用戶所需的那部分?jǐn)?shù)據(jù)而不是整個(gè)文件通過網(wǎng)絡(luò)傳送到客戶機(jī)去，減輕了網(wǎng)絡(luò)的傳輸負(fù)荷。C/S結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用與局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的結(jié)果。

3.專用服務(wù)器

在專用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中，其特點(diǎn)和基于服務(wù)器模式功能差不多，只不過服務(wù)器在分工上更加明確。例如，在大型網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器可能要為用戶提供不同的服務(wù)和功能，如文件打印服務(wù)、Web、郵件、DNS等。那么，使用一臺(tái)服務(wù)器可能承受不了這么大壓力，所以網(wǎng)絡(luò)中就需要有多臺(tái)服務(wù)器為用戶提供服務(wù)，并且每臺(tái)服務(wù)器提供專一的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

1.3.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按管理對(duì)象分類

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組建和管理的部門和單位不同，常將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

1.公用網(wǎng)

由電信部門或其他提供通信服務(wù)的經(jīng)營部門組建、管理和控制，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸和轉(zhuǎn)接裝置可供任何部門和個(gè)人使用。公用網(wǎng)常用于廣域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造，支持用戶的遠(yuǎn)程通信。如我國的電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、聯(lián)通網(wǎng)等。

2.專用網(wǎng)

由用戶部門組建經(jīng)營的網(wǎng)絡(luò)，不容許其他用戶和部門使用；由于投資的因素，專用網(wǎng)常為局域網(wǎng)或者是通過租借電信部門的線路而組建的廣域網(wǎng)絡(luò)。如由學(xué)校組建的校園網(wǎng)、由企業(yè)組建的企業(yè)網(wǎng)等。

3.利用公用網(wǎng)組建專用網(wǎng)

許多部門直接租用電信部門的通信網(wǎng)絡(luò)，并配置一臺(tái)或多臺(tái)主機(jī)，向社會(huì)各界提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這些部門構(gòu)成的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)稱為增值網(wǎng)絡(luò)（或增值網(wǎng)），即在通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提供了增值的服務(wù)，如中國教育科研網(wǎng)（CERNET）。

1.3.6 其他分類方式

除了上述分類方式外，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還可以采用以下的分類方式：

（1）按網(wǎng)絡(luò)傳輸信息采用的物理信道分類，可劃分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)，而且兩者還可細(xì)分。

（2）按通信速率的不同分類，可劃分為低速網(wǎng)絡(luò)（數(shù)據(jù)傳輸速率在1.5Mb/s以下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）、中速網(wǎng)絡(luò)（數(shù)據(jù)傳輸速率在50Mb/s以下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）、高速網(wǎng)絡(luò)（數(shù)據(jù)傳輸速率在50Mb/s以上的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）。

（3）按數(shù)據(jù)交換方式分類，可分為線路交換網(wǎng)絡(luò)、報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)、分組交換網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)等。

（4）按采用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分類，可分為Novell網(wǎng)、Windows NT網(wǎng)、Windows 2000 Server網(wǎng)、UNIX網(wǎng)、Linux網(wǎng)等。