可以依据许多不同的分类标准来对计算机网络进行划分。下面介绍几种目前最常见的计算机网络分类方式。
1.按覆盖范围分类
按照计算机网络覆盖的地理范围(也是一种按网络规模进行的计算机网络分类)可分为个人区域网、局域网、城域网、广域网和互联网。这种分类方式可以很好地反映出不同类型网络的技术特征,因为不同类型网络覆盖的地理范围不同,故所采用的传输技术也就不同,从而形成了不同的网络技术特点与网络服务功能。
(1)个人区域网(Personal Area Network,PAN)
一般是在10米以内的范围,用于把PDA、手机、数码相机、打印机和扫描仪等设备与计算机之间以及相互之间进行互连,一般采用无线连接方式,如蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi等技术。
顺便指出,若中央处理机之间的距离非常近(如仅1米的数量级或甚至更小些),则一般称之为多处理机系统而不称它为计算机网络。
(2)局域网(Local Area Network,LAN)
一般指微型计算机或工作站通过高速通信线路相连(速率通常在10 Mb/s以上),但地理上则局限在较小的范围(如1千米左右)。在局域网发展的初期,一个学校或工厂往往只拥有一个局域网,但现在局域网已非常广泛地使用,一个学校或企业大都拥有许多个互连的局域网(这样的网络常称为校园网或企业网,见图4-4)。
图4-4 校园网示意图
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数现今的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)、异步传输模式网络(ATM)以及最新的无线局域网(WLAN)。
(3)城域网(Metropolitan Area Network,MAN)
主要遍布在一个城市内部,所以称之为“城域网”。MAN主要是用来在一个较大的地理区域(通常是10~100千米)内提供数据、声音和图像的传输,一般是用于提供公共服务的。城域网通常为一个或几个单位所拥有,更多的是为公众提供公共服务的,所以一般在政府城域网中应用,如城市银行系统、城市消防系统、城市邮政系统、城市有线电视/广播网络等。MAN的标准为IEEE 802.6,通常采用ATM技术作为骨干网的传输技术,可同时应用于数据、语音、视频和其他多媒体应用的网络传输技术。目前,光纤技术也在城域网中得到了广泛应用。
(4)广域网(Wide Area Network,WAN)
广域网也称为远程网,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,地理范围可从几百千米到几千千米,Internet是最大的广域网。WAN主要也是用于提供公共服务的,由不同ISP(Internet服务商)组建,为他们的广大用户提供各种接入和应用服务。因为广域网所连接的用户多,总出口带宽有限,所以用户的终端连接速率一般较低。由于传输距离远,所以误码率较高。例如,中国移动、中国联通和中国电信的宽带服务就是广域网。
(5)互联网(Internet)
互联网即因特网,又叫作国际互联网。无论从地理范围,还是从网络规模来讲,它都是最大的网络。从地理范围来说,它可以是全球计算机的互联,这种网络的最大特点就是不定性,整个网络的计算机每时每刻随着网络的接入在不断地变化。
图4-5显示了局域网、城域网和广域网三者之间的典型关系。其中的“接入网”(又称为本地接入网或居民接入网)是一类比较特殊的计算机网络,位于局域网与城域网或广域网之间的中间小型网络,专门为远程网络互连提供网络用户接入技术,如各种ISP(Internet服务商)为我们提供的ADSL拨号、光纤接入、分组接入、卫星接入以及各种专线接入等。
图4-5 局域网、城域网和广域网之间的关系
2.按管理模式分类
按计算机网络的管理模式可以把目前的计算机网络划分为对等网(Peer-to-Peer,PTP)和C/S(Client/Server,客户机/服务器)网。
(1)对等模式
所谓“对等网”,即网络中各成员计算机的地位都是平等的,没有管理与被管理之分。计算机各自为政,谁也不管谁,采用的是分散管理模式。就像日常的一些小沙龙一样,沙龙中各成员是平等的,大家组织在一起仅为了相互交流。对等网中的每台计算机既可以作为其他计算机资源访问的服务器,又可作为工作站来访问其他计算机,整个网络中没有专门的资源服务器,如图4-6所示。
图4-6 对等网示例
对等网可以称是当今最简单的网络,远没有像C/S网络配置那样复杂,非常适合家庭、校园和小型办公室用户。除了配置简单的优点之外,还存在许多不足,因为它采用的是分散管理的模式,所以它的管理比较困难,整个网络的安全性不能保证,而且成本较高,性能较差。(www.daowen.com)
(2)C/S模式
C/S模式其实是针对具体服务器功能来说的,这些服务器可以是用于管理整个计算机网络中计算机和用户账户的服务器(如Windows域网络中的域控制器),也可以是其他网络或应用服务器(如邮件服务器、数据库服务器、Web服务器、FTP服务器等)。这些服务器有一个共同的特点,就是一般只作为服务器角色而存在,专门为网络中其他用户计算机提供对应的服务。这相当于我们现实生活中每个组织、每个部门都有一个或多个管理者一样,他们负责的就是对相关的组织或部门进行管理。如图4-7所示的就是一个单台服务器的C/S网。
图4-7 客户机/服务器模式
在C/S网中,用户往往可以集中管理,在服务器上的配置可能稍微复杂一些,但在客户端的配置却非常简单。因为可以集中管理账户,所以整个网络的安全性较高。就整体的网络性能而言,比对等网络的要高。
(3)B/S模式
浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)模式,是一种三层结构的分布式计算模式。在B/S模式中,客户机上只需要安装一个Web浏览器软件,用户通过Web页面实现与应用系统的交互;Web服务器充当应用服务器的角色,专门处理业务逻辑,它接收来自Web浏览器的访问请求,访问数据库服务器进行相应的逻辑处理,并将结果返回给浏览器;数据库服务器则负责数据的存储、访问和优化。B/S模式的结构如图4-8所示,也可以把应用服务器和数据库服务器部署在一台服务器计算机上。
图4-8 浏览器/服务器模式
在B/S模式中,由于所有的业务处理逻辑都集中到应用服务器实现和执行,大大降低了客户机的负担,因此B/S模式又称为瘦客户机(Thin Client)模式。
B/S模式的优点是,应用程序只安装在服务器上,无须在客户机上安装应用程序,程序维护和升级比较简单;简化了用户操作,用户只需会熟练使用简单易学的浏览器软件即可;系统的扩展性好,增加客户比较容易。不足之处是效率不如C/S模式高。
从技术发展趋势上看,可以认为B/S模式最终将取代C/S模式,但是在目前一段时间内,将是一种B/S模式和C/S模式同时存在、混合使用的情况。C/S模式比较适合数据处理,B/S模式比较适合数据发布。
3.按传输方式分类
按网络传输方式,计算机网络可划分为点对点传输网络和广播式传输网络两种。这种划分方式其实是根据所采用的传输协议进行划分的方式,因为无论是点对点传输网络,还是广播式传输网络,都主要取决于所采用的通信协议,与网络拓扑结构也有一定的关系。
(1)点对点传输网络
每条物理线路连接一对计算机,如果两台计算机没有直接相连的线路,它们之间的数据传输必须经过中间节点转发,采用的通信协议是基于点对点通信的。我们打电话也是点对点通信的,通信只在两部电话机线路之间进行,其他线路上的用户是听不到的,Modem拨号网络就是基于点对点通信的,如图4-9所示。
图4-9 拨号网络
在点对点传输网络中,某个端口只能和与它相接、相连的对端端口进行通信,不能把数据发送到本网络的其他链路中,也就是只能单点“联系”。就像我们在电视剧中经常听到的“单线联系”一样,某个人只能与组织中另一个人联系,任何一个下级成员根本不知道整个组织中其他成员的联系方式。因此在点对点传输网络中,不存在信道共享与复用的情况。
(2)广播式传输网络
这些网络中所有联网计算机都共享一个公共通信信道,一台计算机可以同时向多台计算机发送数据,是一种一对多的网络结构。图4-10就是一个广播式传输网络示例。
图4-10 广播式传输网络
在广播式传输网络中传输信息时,任何一个节点都可以发送数据包,通过公共信道(如交换机的背板矩阵,以及设备间的连接通道)或总线传送到网络中的其他计算机上。然后,这些计算机根据数据包中的目的多址接入信道(Multiple Access Channel,MAC)地址进行判断,如果自己的MAC地址与目的MAC地址匹配则接收(与此同时,发送节点就可以知道与目的IP地址对应的MAC地址,下次接收到包括同样目的IP地址的包时就不用再广播了),否则便丢弃它。
以太网就是典型的广播式传输网络,其所使用的就是各种以太网 (Ethernet)协议。本章后面将要介绍的环形拓扑结构的令牌环网络和总线型拓扑结构的令牌总线网络也是广播式传输网络,因为在这两种拓扑结构网络中,任何一个站点发送数据,其他站点都可以接收到,总线两端的计算机是存在公共传输通道的,这条公共传输通道就是那条总线。当然,不仅环形、总线型拓扑结构的网络可以是广播式网络,其他的像星形、树形、网状拓扑结构的计算机网络都可以是广播式传输网络,因为这些网络中都存在公共信道。各种无线网络、卫星传播网络也都是广播式传输网络,因为它们的传输信道都是公用的。
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