
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。
网络的分类通常采用以下方法:按地理范围、按拓扑结构、按计算机地位、按技术、按传输介质、按带宽、按速率等方法。

按地理范围可分为:局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)。
(1)局域网
从传统意义上看,LAN 是指覆盖较小地理区域的网络,通常是几百米到十几公里,一栋或几栋大楼内,但现在 LAN 的显著特征就是它们通常归个人所有,例如在家庭或小型企业中,或者由一个 IT 部门完全管理,例如校园网。
局域网内的传输速率较高,误码率低,结构简单容易实现。

无线 LAN (WLAN) 是一种使用无线电波在无线设备之间传输数据的 LAN。在传统 LAN 中,使用铜缆将设备连接在一起。在某些环境中,安装铜缆可能不实用、不理想,甚至不可能。在这些情况下,可使用无线设备通过无线电波发送和接收数据。与 LAN 一样,在 WLAN 中,您也可以共享文件、打印机和 Internet 访问等资源。
WLAN 可在两种模式下运行。在基础设施模式下,无线客户端连接到无线路由器或接入点 (AP)。图中的 AP 连接一台交换机,提供对网络其余部分和对 Internet 的访问。通常使用铜缆将接入点连接到网络。无需用铜缆连接每个网络主机,只有无线接入点通过铜缆连接到网络。根据所采用的技术,典型 WLAN 系统的范围(覆盖半径)从室内 30 米(98.4 英尺)以下到室外更大的距离。

临时(Ad hoc)是指 WLAN 只在需要时才创建。临时模式通常是暂时的。下图显示了临时模式的一个示例。笔记本电脑以无线方式连接到智能手机,智能手机通过移动电话服务提供商访问 Internet。

个人区域网 (PAN) 是一种在个人的范围内连接鼠标、键盘、打印机、智能手机和平板电脑等设备的网络。所有这些设备都专属于单个主机,而且最常用的是蓝牙技术。
蓝牙是允许设备实现短距离通信的无线技术。一个蓝牙设备最多可连接七个其他的蓝牙设备。如 IEEE 标准 802.15.1 中所述,蓝牙设备可以处理语音和数据。蓝牙设备在 2.4 至 2.485 GHz 的无线电频率范围内工作,该范围是开放给工业、科学和医学 (ISM) 机构的频段。蓝牙标准中融入了自适应跳频 (AFH) 技术。AFH 允许信号在蓝牙范围内使用不同频率进行“跳转”,从而降低了有多个蓝牙设备时发生干扰的几率。

(2)城域网(MAN)
城域网 (MAN) 是涵盖大型园区或城市的网络。该网络包含许多不同建筑,通过无线或光纤主干相互连接。通信链路和设备通常归一个用户联盟或将该服务出售给用户的网络服务提供商所有。MAN 可以充当一种支持区域资源共享的高速网络。

(3)广域网(LAN)
WAN 可以连接处于不同地理位置上的多个网络。WAN 的显著特征就是它归服务提供商所有。个人和企业可签订 WAN 服务合同。WAN 最常见的一个示例就是 Internet。Internet 是一个由成千上万个互连网络所组成的大型 WAN。在图中,东京和莫斯科的网络通过 Internet 连接在一起。


网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点(计算机或设备)的几何排列形式。
(1)星型网络:各站点通过点到点的链路与中心站相连。
优点: ◇ 通信协议简单 ◇ 对外围站点要求不高 ◇ 单个站点故障不会影响全网 | 缺点: ◇ 每个站点需要有一个专用链路 ◇ 电路利用率低,连线费用大 ◇ 网络性能依赖中央结点 | 
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(2)总线型网络:网络中所有的站点共享一条数据通道。
优点: ◇ 传输介质为无源元件,可靠性高。 ◇ 结构简单,布线容易。 ◇ 扩充和删除结点方便。 | 缺点: ◇ 总线任务重,易产生瓶颈问题 ◇ 总线本身故障对系统是毁灭性的 | 
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(3)环形网络:各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。
优点: ◇ 网络实现简单 ◇ 投资最小。 | 缺点: ◇ 所能实现的功能比较简单。 ◇ 维护困难:结点故障会引起整个网络崩溃 ◇ 扩展性能差:新添加或移动节点,则必须中断整个网络。 | 
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(4)树型网
优点: ◇ 信线路连接简单。 ◇ 维护方便,管理软件不复杂 | 缺点: ◇ 资源共享能力差 ◇ 除最底层结点及其连线外,任一结点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。 | 
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(5)网状网
优点: ◇ 容错能力强,可靠性高。 ◇ 一个节点或一段链路发生故障,信息可通过其他节点与链路达到目的节点 | 缺点: ◇ 网络关系复杂,建网不易。 ◇ 网络控制机制复杂。 | 
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(6)混合型
由前面几种基本拓扑结构混合组成,如Internet网。Internet网上联有大大小小、成千上万个不同拓扑结构的局域网、城域网和广域网。因此,Internet网是一种混合拓扑结构,无固定形式。


(1)客户端-服务器
C/S又称Client/Server或客户/服务器模式。服务器通常采用高性能的PC、工作站或小型机,并采用大型数据库系统,如ORACLE、SYBASE、InfORMix或 SQL Server。客户端需要安装专用的客户端软件。
Client/Server结构是20世纪80年代末提出的。这种结构的系统把较复杂的计算和管理任务交给网络上的高档机器——服务器,而把一些频繁与用户打交道的任务交给前端较简单的计算机—客户机。通过这种方式,将任务合理分配到客户端和服务器端,既充分利用了两端硬件环境的优势,又实现了网络上信息资源的共享。由于这种结构比较适于局域网运行环境,因此逐渐得到了广泛的应用。

(2)浏览器/服务器模式
B/S结构又称为Browser/Server或浏览器/服务器模式,是WEB兴起后的一种网络结构模式,WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端,将系统功能实现的核心部分集中到服务器上,简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器,如IE或360浏览器,服务器安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。

(3)点对点模式
在对等网络中,计算机之间没有层级,而且也不存在任何专用服务器。每个设备(也称为客户端)都拥有相等的功能和责任。每个用户负责自己的资源,并且可以决定共享哪些数据或安装哪些设备。由于个人用户负责自己计算机上的资源,因此网络中没有任何控制或管理中心点。
对等网络在拥有十台或更少计算机的环境中运行最佳。对等网络也可存在于较大型的网络中。即使在大型客户端网络中,用户仍然可以在不使用网络服务器的情况下直接与其他用户共享资源。在您的家中如果有多台计算机,就可以设置对等网络。您可以同其他计算机共享文件,在计算机之间发送消息和通过共享打印机打印文档,如图所示。

对等网络有以下几个缺点:
◇ 没有集中式的网络管理,使其很难确定谁正在控制网络上的资源。
◇ 没有集中的安全措施。每台计算机必须使用单独的安全措施进行数据保护。
◇ 随着网络中计算机数目的增加,网络会变得越来越复杂并且难以管理。
◇ 可能没有任何集中式的数据存储。因此必须维护独立的数据备份。这项责任就落在了个人用户身上。

(1)以太网
Ethernet(以太网)架构基于 IEEE 802.3 标准。IEEE 802.3 标准规定了网络实施带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD) 的访问控制方法:
◇ 载波:是指用于传输数据的电线。
◇ 侦听:每台设备侦听电线以确定是否能清晰发送数据,如图所示。
◇ 多路访问:可以有多台设备同时访问网络。
◇ 冲突检测:冲突会导致电线上的电压加倍,可通过设备的网卡来检测这种情况。

在 CSMA/CD 中,所有设备都会侦听网络电线中的间隙,以便发送数据。此过程类似于在拨打电话前等待听到电话上的拨号音。设备检测到没有其他设备传输数据时,该设备就可以尝试发送数据。与此同时,如果没有其他设备发送任何数据,此次传输的数据就会毫无差错地到达目的计算机。如果有另一台设备同时传输数据,电线上就会发生冲突。
检测到冲突的第一站会发送出一个阻塞信号,告诉所有站停止传输并运行回退算法。回退算法会计算终端站再次尝试传输的随机时间。此随机时间通常在 1 毫秒或 2 毫秒 (ms) 内。每次网络中出现冲突时都会出现此操作序列,它可以将以太网传输减少最多 40%。
注意:现在大多数以太网网络是全双工网络。在全双工以太网中极少出现冲突,因为设备可同时传输和接收数据。

IEEE 802.11 是规定无线网络连接性的标准。无线网络采用带冲突避免的载波侦听多路访问 (CSMA/CA) 方法。CMSA/CA 不会检测冲突,但会通过在传输之前等待来尝试避免冲突。要进行传输的每台设备都在帧中包含传输所需的持续时间。所有其他无线设备都会收到此信息,知道介质将有多长时间不可用,如图所示。这意味着无线设备是在半双工模式下运行的。AP 或无线路由器的传输效率会随着所连设备的增加而降低。

(2)ATM模式
ATM(异步传输模式)是一种较新型的单元交换技术,同以太网等使用可变长度包技术不同,ATM使用53字节固定长度的单元进行交换,它没有共享介质或包传递带来的延时,非常适合音频和视频数据的传输。
(3)FDDI模式
FDDI网(光纤分布式数据接口)是于80年代中期发展起来一项局域网技术,它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太网(10Mbps)和令牌网(4或16Mbps)的能力。FDDI网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以太网”相比贵许多,且因为它只支持光缆和5类电缆,所以使用环境受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题。


有线网:是指采用同轴电缆、双绞线、光缆等物理介质来传输数据的网络。
无线网:是指采用卫星、微波、红外线等无线介质来传输数据的网络。

可采用以下三种模式之一通过网络传输数据:单工、半双工或全双工。
◇ 单工:是指一个单向传输。比如信号从电视台传送到您家的电视,就是单工传输的例子。
◇ 半双工:一次只能在一个方向上传输数据时,称为半双工,如图所示。采用半双工时,通信信道允许在两个方向上交替传输数据,但不能同时在两个方向上传输。双向无线电,比如警察或急诊移动无线电通信,采用的就是半双工传输。当您按下麦克风上的按钮进行传输时,就无法听到另一端对方的讲话。如果两端的人员试图同时讲话,那么两个传输都无法进行。

◇ 全双工:同时在两个方向上传输数据时,称为全双工,如图所示。电话交谈就是全双工通信的一个示例。通话双方可同时讲话和听到对方的讲话。
全双工网络技术提高了网络性能,因为此时可以同时发送和接收数据。宽带技术,比如数字用户线路 (DSL) 和电缆,都在全双工模式下运行。宽带技术允许同时在同一线路上传输多个信号。例如,使用 DSL 连接,用户可以将数据下载到计算机,同时在电话上讲话。


(1)基带
基带信号是指发送端发出的没有经过调制的原始电信号。数字通信信道上,直接传送基带信号的方法称为基带传输。
(2)宽带
将信道分成多个子信道,分别传送音频、视频和数字信号,称为宽带传输。宽带传输系统多是模拟信号传输系统。
网络上的带宽就好比高速公路。高速公路上的车道数量代表着高速公路上可同时通行的汽车数量。一个八车道高速公路可以容纳的汽车数量是一个两车道高速公路可容纳汽车数量的四倍。在高速公路的例子中,汽车和卡车代表数据。

通过计算机网络发送数据时,会将数据分成多个小的数据块,称为数据包。每个数据包中都包含了源地址和目的地址信息。数据包在网络中发送,一次发送一个位。带宽是以每秒可以发送的位数来计算的。以下是衡量带宽的例子:
b/s - 每秒位数
kb/s - 每秒千位数
Mb/s - 每秒兆位
Gb/s - 每秒千兆位
注意:1 字节等于 8 位,并缩写为一个大写字母 B。大写字母 B 通常在描述大小或存储容量时使用,比如一个文件 (2.5 MB) 或磁盘驱动器 (2 TB)。
数据从源传输到目的地所用的时间称为延迟。就像一辆汽车在城镇中行驶会遇到红灯或绕道行驶一样,数据传输会因网络设备和电缆长度而出现延迟。在处理和转发数据时,网络设备会增加延迟。浏览网页或下载文件时,延迟通常不会引发问题。对时间很敏感的应用,例如 Internet 电话、视频和游戏,受延迟的影响极大。


根据网络的传输速率大小,可将网络划分为
10 Mbit/s
100 Mbit/s
1000 Mbit/s
10000 Mbit/s
……
