计算机网络技术的分类

1．按广义定义

计算机网络也称计算机通信网。关于计算机网络的最简单定义是一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。若按此定义，则早期的面向终端的网络都不能算是计算机网络，而只能称为联机系统（因为那时的许多终端不能算是自治的计算机）。但随着硬件价格的下降，许多终端都具有一定的智能，因而“终端”和“自治的计算机”逐渐失去了严格的界限。若用微型计算机作为终端使用，按上述定义，则早期的面向终端的网络也可称为计算机网络。

另外，从逻辑功能看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，计算机网络包括传输介质和通信设备。从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。由它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。

一个比较通用的定义：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。从整体上来说，计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。最简单的计算机网络就只有两台计算机和连接它们的一条链路，即两个节点和一条链路。

2．按连接定义

计算机网络就是通过线路互联起来的、资质的计算机集合，确切地说就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。

3．按需求定义

计算机网络就是由大量独立的但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。这些系统称为计算机网络。

4．主要的网络分类

虽然网络类型的划分标准各种各样，但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。局域网一般来说只能在一个较小区域内，城域网是不同地区的网络互联，但是在此要说明的一点就是这里的网络划分并没有严格意义上地理范围的区分，只能是一个定性的概念。下面简要介绍这几种计算机网络。

计算机网络可按网络拓扑结构、网络涉辖范围和互联距离、网络数据传输和网络系统的拥有者、不同的服务对象等不同标准进行种类划分。下面以网络范围和网拓的拓扑结构来介绍常用的计算机网络的种类划分。

1）按网络范围划分

（1）局域网（Local Area Network，LAN）。是指局部范围内的网络，在有限的范围内将数台计算机进行连接，实现数据通信。局域网的地理范围一般在10千米以内，属于一个部门或一组群体组建的小范围网，如一个学校、一个单位或一个系统等。其有以下几个特点：①距离小，参加组成的计算机一般在10千米内；②信道的带宽大，数据的传输速率高，一般是在 1～1 000bit/s；③数据传输可靠，误码率低；④局域网大多采用总线型、星形及环形拓扑结构，结构简单，实现容易；⑤网络的控制一般趋向分布式，从而减少对某一节点的依赖性；⑥归一个单一的组织拥有和使用，不受公共网络管理的约束。

（2）城域网（Metropolitan Area Network，MAN）。城域网介于局域网和广域网之间，其范围通常覆盖一个城市或地区，距离从几十千米到上百千米。

（3）广域网（Wide Area Network，WAN）。广域网的通信距离大，传输速率低于局域网，常常借用公共通信网来实现，但广域网的数据传输率较低，错误率也较高。Internet是世界上最大的广域网。广域网涉辖范围大，一般从几十千米至几万千米，如一个城市、一个国家或者洲际网络，此时用于通信的传输装置和介质一般由电信部门提供，能实现较大范围的资源共享。

（4）互联网，是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协定相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。这种将计算机网络互相连接在一起的方法可称作“网络互连”，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络——“互联网”，即“互相连接一起的网络”。

2）按网络的拓扑结构划分

网络拓扑结构指网络中的通信线路和各个节点、计算机之间的几何排列，它用以表示网络的整体结构外貌。同时也反映了各个模块之间的结构关系，也就是网络中各个节点相互连接的形式。拓扑学把实体抽象成与大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。

（1）总线型[图3.1（a）]。总线型采用单根传输线路作为公共传输信息，可以双向传输。

优点：结构简单，布线容易，可靠性高，易于扩充，节点的故障不会殃及系统，是局域网常用的拓扑结构。

缺点：出现故障后诊断困难。节点不宜过多。最著名的总线型网络是以太网。

（2）星形[图 3.1（b）]。星形是以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的辐射式互联结构。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作为连接线路。

优点：结构简单，容易实现，便于管理，常以交换机作为中央结点，便于维护和管理。

缺点：中心结点是全网络的可靠性瓶颈，中心结点出现故障会导致网络瘫痪。

（3）环形[图3.1（c）]。环形是指各个结点通过通信线路组成的闭合线路，环中只能沿一个方单向传输。信息在每台设备上的延迟时间是固定的，特别适合实时控制和局域网系统。

优点：结构简单，控制简便，结构对称性好，传输速率高。

缺点：任意结点出现故障都会造成网络瘫痪。

（4）树形[图3.1（d）]。树形是一种层次结构，结点按照层次连接，信息交换主要在上、下结点进行，相邻结点或同层结点一般不会进行数据交换。

优点：连接简单、维护方便、适用于汇集信息的应用要求。

缺点：资源共享能力差，可靠性低，如果中心结点出现故障，会影响整个网络。

图3.1 按网络的拓扑结构分类

（5）网状[图3.1（e）]。网状是指各个结点与通信线路互联成各种形状，每个结点至少要与其他两个结点连接，连接是任意的，无规律。

优点：可靠性高，比较容易扩展。

缺点：管理复杂。

5．无线网络

近年来，无线蜂窝电话通信技术得到了飞速发展。人们也希望能够在移动通信中使用计算机网络。随着个人手机等移动终端设备的普遍使用，无线计算机网络也逐渐流行起来。

1）无线局域网

无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN）提供了移动接入的功能，这就为需要发送数据但又不能坐在办公室的工作人员提供了方便。当大量持有笔记本式计算机的用户都在同一个地方同时要求上网时，若用电缆连网，那么布线就是个一很大的问题。这时若采用无线局域网则比较容易。

无线局域网可分为两大类。第一类是有固定基础设施的，第二类是无固定基础设施的。固定基础设施是指预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基础。蜂窝移动电话就是利用电信公司预先建立的、覆盖全国的大量固定基站来接通用户手机拨打的电话。无固定基础设施的无线局域网，又叫作自组网络。这种自组网络没有上述基本服务集中的接入点（AP），而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络。

自组网络通常是这样构成的：一些可移动的设备发现在它们附近还有其他的可移动设备，并且要求和其他移动设备进行通信。随着笔记本式计算机的大量普及，自组网络的组网方式已受到人们的广泛关注。由于在自组网络中的每一个移动站都要参与到网络中的其他移动站的路由的发现和维护，同时由移动站构成的网络拓扑有可能随时间变化得很快，因此在固定网络中行之有效的一些路由选择协议对移动自组网络已不适用。这样，在自组网络中路由选择协议就引起了特别的关注。另一个重要问题是多播。在移动自组网络中往往需要将某个重要信息同时向多个移动站传送。这种多播比固定节点网络的多播复杂得多，需要有实时性好而效率又高的多播协议。在移动自组网络中，安全问题也是一个更为突出的问题。

移动自组网络在军用和民用领域都有很好的应用前景。在军事领域中，由于战场上往往没有预先建好的固定接入点，其移动站就可以用临时建立的移动自组网络进行通信。这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机群。由于每一个移动设备都具有路由器转发分组的功能，因此分布式的移动自组网络的生存性非常好。在民用领域，持有笔记本式计算机的人可以利用这种移动自组网络方便地交换信息，而不受笔记本式计算机附近没有电话线插头的限制。当出现各种自然灾害（如地震、洪水、森林火灾等）时，在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通信往往也是很有效的，因为这时事先已建好的固定网络基础设施（基站）可能已经都被破坏。

2）无线个人局域网

无线个人局域网（Wireles Personal Area Network，WPAN）就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备（如便携式计算机、掌上电脑、便携式打印机以及蜂窝电话等）用无线技术连接起来自组网络，不需要使用接入点AP，整个网络的范围为10米左右。无线个人局域网可以是一个人使用，也可以是若干人共同使用。无线个人局域网是以个人为中心来使用的，它实际上就是一个低功率、小范围、低速率和低价格的电缆替代技术。

3）无线城域网（WMAN）

如今实现了多种有线宽带接入Internet的网络，然而人们发现，在许多情况下，使用无线宽带接入可以带来很多好处，如更加经济和安装快捷，同时也可以得到更高的数据率。近年来，无线城域网（Wireles Metropolitan Area Network，WMAN）又成为无线网络中的一个热点。无线城域网可提供“最后一英里[1]”的宽带无线接入（固定的、移动的和便携的）。许多情况下，无线城域网可用来替代现有的有线宽带接入，所以可称无线本地环路。

知识扩展

OSI参考模型

OSI（Open System Interconnect，开放式系统互联）一般称为OSI参考模型，是ISO于1985年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即ISO开放系统互联参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互联性、互操作性和应用的可移植性。