对网络的分类,从不同的角度看,有不同的分类标准。按照网络覆盖地域分,可以分为局域网、城域网和广域网;按照传输介质分,可以分为双绞线网、光纤网、无线网等等。
按照单一网络能够覆盖的地域划分,可以把网络分为局域网、城域网和广域网。
(1)局域网
局域网即Local Area Network,简称为LAN,其主要目标是把近距离的个人计算机和电子办公设备互连起来,使用户之间可以进行数据通讯,实现资源共享。传统局域网的覆盖范围一般在500米以内,但当前新型局域网的覆盖范围已经不局限于500米。
局域网的传输控制主要依靠广播方式,但随着局域网规模的扩大,部分局域网之间也可能采用交换方式来传输数据。
(2)广域网
广域网即Wide Area Network,简称为WAN,它主要指覆盖范围很大的计算机网络系统,主要通过远程线路(比如电话交换网、卫星、光纤)将地理位置遥远的计算机系统或局域网连接起来形成网络,其覆盖范围可以是整个地球。当今广泛应用的Internet网就是一个广域网。
广域网中的传输控制主要依靠存储转发方式,是一种点对点的数据传输方式。
(3)城域网
城域网即Metropolitan Area Network,简称为MAN,是界于局域网和广域网之间的一种网络,它的覆盖范围可以是一所大学校园,也可以是一座小城镇。由于城域网通常要借助于局域网互连,因此城域网的整体体系较接近于广域网,局部体系则更接近于局域网。
从网络的拓扑结构看,局域网有星型结构、环型结构和总线型结构;广域网则有树型结构、网状结构和混合结构。
顾名思义,星型结构的网络形状类似一颗星星,呈中心点向四周发射状(如图7-1a)。在星型结构的网络中,所有主机均通过独立的线路连接到一个中心交汇结点上,中心结点外的任何两台主机之间没有直接连通的线路;星型结构可以扩展为树结构,即该交汇结点以下的结点可以作为下一级交汇结点。星型结构适用于分级的主从式网络,采用集中式控制。
在采用总线结构(如图7-1b)的网络中,所有主机都通过硬件接口连接在一根中心传输线(如同轴电缆或光缆)上,这根中心传输线被称为总线(Bus)。总线结构的网络简单、便宜,容易安装、拆卸和扩充,适于构造宽带局域网,因此十分流行。总线结构网络的主要缺点是对总线的故障敏感,总线发生故障将导致网络瘫痪。
采用环结构(如图7-1c)的网络中,所有主机都通过硬件接口连接到一个封闭的环上,因此每台主机同时与另外两台主机相邻,后两者分别位于它的两侧,环中的数据沿单一方向传输。环上的每台主机都是平等的,均可向其他主机发送信息。环结构的网络比较简单,实时响应好,由于任一台主机的故障都不会影响整个网络,因此比较可靠耐用。但环本身的故障会导致网络发生灾难性后果,所以通常使用光纤等高可靠性的传输介质构造主环。
星型局域网的级联可形成树状网络结构,总线结构网络通过多层交换机连接主机,也能形成物理上的树型拓扑结构。在树结构的网络中,主机按级分层连接,一所大学中的Internet网基本上就是一种树型结构。采用树型结构的网络,对处于越高层的结点要求越高。
一个大型的网络系统中,为了避免当某一线路或结点出现故障时,影响整个网络的运行;人们对网络结点之间采用多条路径连接,各个结点都具有选择传输线路和控制信息流的功能,使得结点之间的连接路径不是唯一的。这与目前城市间的公路网很相似。这就是网络系统中的网状结构。
图7- 1局域网络拓扑结构图
按照连接网络的传输介质划分,可以把有线网络分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、电话线网等几种,而无线网络则有无线电磁波网、微波网和红外网。
(1)双绞线
双绞线,是由两根信号线按照一定的规则缠绞在一起构成的通讯线路。人们日常使用的电话线就是一种双绞线。在计算机网络中广泛应用的双绞线是由4对信号线组成的非屏蔽双绞线,每对线路由两根信号线缠绕形成,其颜色依次为橙白色、橙色、绿白色、绿色、蓝白色、蓝色、棕白色和棕色。这种线路主要用于室内连网,其两端被专用的压线钳压上RJ45水晶头,起着连接网络交换机和计算机网卡的作用。
(2)光纤
光纤是利用能够传播光信号的玻璃纤芯制成的一种线路。由于光纤中传播的主要是激光信号,光纤中除了有玻璃纤芯外,还要有激光反射层和护套。
由于光纤是利用光信号的传输而架构的通讯线路,因此它较少受到电磁波的干扰,也避免了金属导线常见的信号衰减、电容效应和串扰问题。所以,它能比较可靠地高效传输数据,是目前网络建设中常用的优质远距离传输介质。
(3)电话线网
由于通过双绞线、同轴电缆或光纤布线构建网络对大多数用户都存在困难,人们开始考虑利用现有的电话网连接远程的服务器,实现网络连接。
与专用的计算机网络线路相比,利用电话网构建计算机网络具有经济、不用重新布线等优势。然而,由于电话网是一种串行的模拟信号网,而且电话线路的质量较差,抗干扰能力也不高,因此利用电话网连接服务器只能在低速和串行下使用。如何实现计算机和电话线的连接呢?这里需要一个专门的设备:调制解调器(MODEM)。
基于电话线的计算机网络主要有三种类型:传统的拨号网络、ISDN技术和ADSL技术。
(4)无线网
为了提高上网的便易性,近几年无线网络技术被广泛地使用,比较著名的有无线Wifi技术、微波技术、蓝牙技术和红外线技术。
计算机网络发展之初,无线设备主要被用作构筑大型网络。例如,利用微波技术实现两所高校之间的网络通讯,利用电磁波实现位于两地的母公司与子公司之间的网络联系,基于卫星的远程通信。以这种方式组建的网络一般技术复杂,投资较高。