从小到大--局域网、城域网、广域网、因特网
网络中计算机设备之间的距离可近可远,即网络覆盖地域面积可大可小。按照联网的计算机之间的距离和网络覆盖面的不同,一般分为局域网(LAN,即Local area network)、城域网(MAN,即Metropolitan area network)、广域网(WAN,即Wide area network)和因特网(Internet)。LAN相当于某厂、校的内部电话网,MAN犹如某地只能拔通市话的电话网,WAN好像国内直拔电话网,因特网则类似于国际长途电话网。
局域网(LAN)是由某种类型的电缆把计算机直接连在一起的网络。把局域网连在一起组成了广域网(WAN)。大多数的广域网是通过电话线路连接的,少数的也采用其它类型的技术,如卫星通讯。Internet中大多数广域网连接是通过电话系统。
下面就是一个很典型的网络例子。设想你坐在一所大学的计算中心房间里,里面放满了计算机。你的计算机在这一局域网中,与房间中所有其它的计算机相连,也与整栋建筑内的办公室的计算机相连。在一个学校,有很多的局域网。例如,电信系有自己的计算机网络,管理系、计算机科学系等等也有。这些局域网中的每一台机器都连在一个作为主干的高速通路上,构成一个校园的广域网。
以上是一个大学的例子,很多其它的机构,如公司、政府机关、研究单位、其它种类的学校等,其实也是相似的。如果是小机构,可以只要一个局域网,大机构可把多个局域网连成一个或多个复杂的广域网,通常由专职人员来管理这些网络。
局域网间是怎样连接的?它是通过一种叫做路由器(router)的专门设备来实现的。路由器的作用是提供从一个网络到另一个网络的通路。我们用路由器来连接局域网(构成广域网)和广域网(构成更大的广域网)。换句话说,我们可以认为:Internet里的计算机通过大量的路由器连成局域网和广域网。
地位不同--基于服务器的网络和对等网络
在计算机网络中,倘若每台计算机的地位平等,都可以平等地使用其他计算机内部的资源,每台机器磁盘上的空间和文件都成为公共财产,这种网就称之为对等局域网(Peer to Peer LAN),简称对等网。在对等网计算机资源这种共享方式将会导致计算机的速度比平时慢,但对等网非常适合于小型的、任务轻的局域网,例如在普通办公室、家庭、游戏厅、学生宿舍内建个小LAN。
如果网络所连接的计算机较多,在10台以上且共享资源较多时,就需要考虑专门设立一个计算机来存储和管理需要共享的资源,这台计算机被称为文件服务
计算机网络常见的分类方法:
▪ 地理位置
▪ 传输介质
▪ 拓扑结构
▪ 通信分类
▪ 使用目的
▪ 服务分类
▪ 其他分类
相互联系:
从不同的角度对网络有不同的分类方法,每种网络名称都有特殊的含意。几种名称的组合或名称加参数更可以看出网络的特征。千兆以太网表示传输率高达千兆的总线型网络。了解网络的分类方法和类型特征,是熟悉网络技术的重要基础之一。
(1)从网络结点分布来看,可分为局域网(Local Area Network,LAN)、广域网(Wide Area Network,WAN)和城域网(Metropolitan Area Network,MAN)。
局域网是一种在小范围内实现的计算机网络,一般在一个建筑物内,或一个工厂、一个事业单位内部,为单位独有。局域网距离可在十几公里以内,信道传输速率可达1~20Mbps,结构简单,布线容易。广域网范围很广,可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低,一般小于0.1Mbps,结构比较复杂。城域网是在一个城市内部组建的计算机信息网络,提供全市的信息服务。目前,我国许多城市正在建设城域网。
(2)按交换方式可分为线路交换网络(Circurt Switching)、报文交换网络(Message Switching)和分组交换网络(Packet Switching)。
线路交换最早出现在电话系统中,早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的,数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。报文交换是一种数字化网络。当通信开始时,源机发出的一个报文被存储在交换器里,交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文,这种方式称做存储-转发方式。分组交换也采用报文传输,但它不是以不定长的报文做传输的基本单位,而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组,以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理,而且也加速了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于线路交换和报文交换,具有许多优点,因此它已成为计算机网络的主流。
(3)按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络等
计算机网络的分类方式有很多种,可以按地理范围、拓扑结构、传输速率和传输介质等分类。
⑴按地理范围分类 ①局域网LAN(Local Area Network) 局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。
局域网的组建简单、灵活,使用方便。 ②城域网MAN(Metropolitan Area Network) 城域网地理范围可从几十公里到上百公里,可覆盖一个城市或地区,是一种中等形式的网络。
③广域网WAN(Wide Area Network) 广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网。如几个城市,一个或几个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络。
⑵按传输速率分类 网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps)。
一般将传输速率在Kb/s—Mb/s范围的网络称低速网,在Mb/s—Gb/s范围的网称高速网。也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网。
网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹)。
按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将KHz—MHz带宽的网称为窄带网,将MHz—GHz的网称为宽带网,也可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网。
通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网。 ⑶按传输介质分类 传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。
①有线网 传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。 ●双绞线是由两根绝缘金属线互相缠绕而成,这样的一对线作为一条通信线路,由四对双绞线构成双绞线电缆。
双绞线点到点的通信距离一般不能超过100m。目前,计算机网络上使用的双绞线按其传输速率分为三类线、五类线、六类线、七类线,传输速率在10Mbps到600Mbps之间,双绞线电缆的连接器一般为RJ-45。
●同轴电缆由内、外两个导体组成,内导体可以由单股或多股线组成,外导体一般由金属编织网组成。内、外导体之间有绝缘材料,其阻抗为50Ω。
同轴电缆分为粗缆和细缆,粗缆用DB-15连接器,细缆用BNC和T连接器。 ●光缆由两层折射率不同的材料组成。
内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成,外层包一层折射率较低的材料。光缆的传输形式分为单模传输和多模传输,单模传输性能优于多模传输。
所以,光缆分为单模光缆和多模光缆,单模光缆传送距离为几十公里,多模光缆为几公里。光缆的传输速率可达到每秒几百兆位。
光缆用ST或SC连接器。光缆的优点是不会受到电磁的干扰,传输的距离也比电缆远,传输速率高。
光缆的安装和维护比较困难,需要专用的设备。 ②无线网 采用无线介质连接的网络称为无线网。
目前无线网主要采用三种技术:微波通信,红外线通信和激光通信。这三种技术都是以大气为介质的。
其中微波通信用途最广,目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信,它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号,一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面,三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。 ⑷按拓扑结构分类 计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构。
连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站。计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。
①总线拓扑结构 总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能,普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。
总线拓扑结构的优点是:安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。
但总线结构也有其缺点:由于信道共享,连接的节点不宜过多,并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。 ②星型拓扑结构 星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。
这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。
星型拓扑结构的特点是:安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的。
③环型拓扑结构 环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的。
这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。 环型拓扑结构的特点是:安装容易,费用较低,电缆故障容易查找和排除。
有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。环型网络的弱点是,当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作。
④树型拓扑结构 树型拓扑。
一、计算机网络的组成及分类 计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。
总的来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空气)以及相应的应用软件四部分。 要学习网络,首先就要了解目前的主要网络类型,分清哪些是我们初级学者必须掌握的,哪些是目前的主流网络类型。
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是一个较小区域内,城域网是不同地区的网络互联,不过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。
1。局域网(Local Area Network;LAN) 通常我们常见的“LAN”就是指局域网,这是我们最常见、应用最广的一种网络。
现在局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及,几乎每个单位都有自己的局域网,有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。很明显,所谓局域网,那就是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的地区范围较小。
局域网在计算机数量配置上没有太多的限制,少的可以只有两台,多的可达几百台。一般来说在企业局域网中,工作站的数量在几十到两百台次左右。
在网络所涉及的地理距离上一般来说可以是几米至10公里以内。局域网一般位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层的应用。
这种网络的特点就是:连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。
IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网:以太网(Ethernet)、令牌环网(Token Ring)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及最新的无线局域网(WLAN)。这些都将在后面详细介绍。
2。城域网(Metropolitan Area Network;MAN) 这种网络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互联。
这种网络的连接距离可以在10 ̄100公里,它采用的是IEEE802.6标准。MAN与LAN相比扩展的距离更长,连接的计算机数量更多,在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。
在一个大型城市或都市地区,一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。
由于光纤连接的引入,使MAN中高速的LAN互连成为可能。 城域网多采用ATM技术做骨干网。
ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。ATM包括一个接口和一个协议,该协议能够在一个常规的传输信道上,在比特率不变及变化的通信量之间进行切换。
ATM也包括硬件、软件以及与ATM协议标准一致的介质。ATM提供一个可伸缩的主干基础设施,以便能够适应不同规模、速度以及寻址技术的网络。
ATM的最大缺点就是成本太高,所以一般在政府城域网中应用,如邮政、银行、医院等。 3。
广域网(Wide Area Network;WAN) 这种网络也称为远程网,所覆盖的范围比城域网(MAN)更广,它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联,地理范围可从几百公里到几千公里。 因为距离较远,信息衰减比较严重,所以这种网络一般是要租用专线,通过IMP(接口信息处理)协议和线路连接起来,构成网状结构,解决循径问题。
这种城域网因为所连接的用户多,总出口带宽有限,所以用户的终端连接速率一般较低,通常为9.6Kbps ̄45Mbps 如:邮电部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN网。 4.互联网(Internet) 互联网又因其英文单词“Internet”的谐音,又称为“英特网”。
在互联网应用如此发展的今天,它已是我们每天都要打交道的一种网络,无论从地理范围,还是从网络规模来讲它都是最大的一种网络,就是我们常说的“Web”、“WWW”和“万维网”等多种叫法。从地理范围来说,它可以是全球计算机的互联,这种网络的最大的特点就是不定性,整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接入在不变的变化。
当您连在互联网上的时候,您的计算机可以算是互联网的一部分,但一旦当您断开互联网的连接时,您的计算机就不属于互联网了。但它的优点也是非常明显的,就是信息量大,传播广,无论你身处何地,只要联上互联网你就可以对任何可以联网用户发出你的信函和广告。
因为这种网络的复杂性,所以这种网络实现的技术也是非常复杂的,这一点我们可以通过后面要讲的几种互联网接入设备详细地了解到。 上面讲了网络的几种分类,其实在现实生活中我们真正遇得最多的还要算是局域网,因为它可大可小,无论在单位还是在家庭实现起来都比较容易,应用也是最广泛的一种网络,所以在下面我们有必要对局域网及局域网中的接入设备作一个进一步的认识。
二、局域网的分类 虽然目前我们所能看到的局域网主要是以双绞线为代表传输介质的以太网,那只不过是我们所看到都基本上。
(1)从网络结点分布来看,可分为局域网(Local Area Network,LAN)、广域网(Wide Area Network,WAN)和城域网(Metropolitan Area Network,MAN)。
局域网是一种在小范围内实现的计算机网络,一般在一个建筑物内,或一个工厂、一个事业单位内部,为单位独有。局域网距离可在十几公里以内,信道传输速率可达1~20Mbps,结构简单,布线容易。
广域网范围很广,可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低,一般小于0.1Mbps,结构比较复杂。
城域网是在一个城市内部组建的计算机信息网络,提供全市的信息服务。目前,我国许多城市正在建设城域网。
(2)按交换方式可分为线路交换网络(Circurt Switching)、报文交换网络(Message Switching)和分组交换网络(Packet Switching)。 线路交换最早出现在电话系统中,早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的,数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。
报文交换是一种数字化网络。当通信开始时,源机发出的一个报文被存储在交换器里,交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文,这种方式称做存储-转发方式。
分组交换也采用报文传输,但它不是以不定长的报文做传输的基本单位,而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组,以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理,而且也加速了信息在网络中的传播速度。
由于分组交换优于线路交换和报文交换,具有许多优点,因此它已成为计算机网络的主流。 (3)按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络等。