计算机网络分类及组网工程技术

计算机网络的分类方法多种多样，其中主要有以下3种分类方法。

1.按网络传输技术分类

传输技术决定了网络的主要技术特点，因此按传输技术对网络进行分类是一种重要的方法。通信信道的类型有广播通信信道与点对点通信信道两类。在广播通信信道中，多个节点共享一个通信信道，一个节点广播信息，其他节点必须接收信息。在点对点通信信道中，一条通信线路只能连接一对节点，如果两个节点之间没有线路直接连接，则它们只能通过中间节点转接。显然，网络通过通信信道完成数据传输任务，采用的传输技术也只可能有两类：广播方式与点对点方式。因此，计算机网络也可以分为广播式网络（Broadcast Networks）与点对点式网络（Point-to-Point Networks）两类。

（1）广播式网络

在广播式网络中，所有联网计算机共享一个公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其他计算机都会接收到这个分组。由于分组中带有目的地址与源地址，计算机将检查目的地址是否与本地地址相同。如果分组的目的地址与本地地址相同，则接收该分组；否则，丢弃该分组。在广播式网络中，分组的目的地址可以有单节点地址、多节点地址与广播地址3类。

（2）点对点式网络

与广播式网络相反，点对点式网络中的每条线路连接一对计算机。假如两台计算机之间没有线路直接连接，则它们之间的分组传输就要通过中间节点转发。由于连接多台计算机之间的线路结构可能很复杂，因此从源节点到目的节点可能存在多条路由，需要使用路由选择算法来决定分组从源节点到目的节点的路径。分组存储转发与路由选择机制是点对点式网络与广播式网络的重要区别之一。

2.按网络的拓扑结构分类

拓扑学（Topology）是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法。在计算机网络中，将网络中的计算机等设备抽象成点，将网络中的传输介质抽象为线，就形成了计算机网络的拓扑结构。计算机网络常用的拓扑结构有星形拓扑结构、总线型拓扑结构、环形拓扑结构、树形拓扑结构、网状拓扑结构、混合型拓扑结构等，下面分别详细介绍。

（1）星形拓扑结构

星形拓扑结构是以一台设备为中央节点，其他外围节点都单独连接在中央节点上，其节构如图1-5所示。各外围节点之间不能直接通信，必须通过中央节点进行通信。中央节点可以是服务器或是专门的接线设备，负载接收信息和转发信息。

图1-5 星形拓扑结构

星形拓扑结构简单，建网容易，传输速率高。每个节点独占一条传输线路，消除了数据传送的冲突现象。一台计算机及其接口故障不会影响到整个网络，扩展性好，配置灵活，网络易于管理和维护。网络可靠性依赖于中央节点，中央节点一旦出现故障将导致全网瘫痪。目前，星形网的中央节点多采用交换器、集线器等网络转接、交换设备。在局域网中多采用此种结构。

（2）总线型拓扑结构

总线型拓扑结构以一根电缆作为传输介质（称为总线），如图1-6所示。总线型拓扑结构将所有的节点都连接到一条电缆上，这条电缆称为总线。在一条总线上装置多个T型头，每个T型头连接一个节点机系统，总线两端用端接器防止信号的反射。节点之间按照广播的方式进行通信，一个节点发送的信号，其他节点均可以接收。

图1-6 总线型拓扑结构

总线型拓扑结构连接形式简单，易于安装，成本低，增加和撤销网络设备都比较灵活，没有关键的节点。缺点是同一时刻只能有两个网络节点相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳节点数有限。最有代表性的总线型拓扑结构是以太网。

（3）环形拓扑结构

把总线型拓扑结构两端相连就可以构成环形拓扑结构，如图1-7所示。环形拓扑结构是各个节点在网络中形成一个闭合的环，信息沿着环作单向广播传送。每一台设备只能和相邻节点直接通信，与其他节点通信时，信息必须经过两者间的每一个节点。

环形拓扑结构传输路径固定，无路径选择问题，故实现比较简单，但任何节点的故障都会导致全网瘫痪，可靠性较差。网络的管理也比较复杂，投资费用比较高。最常用的环形网有令牌环网和FDDI（光纤分布式数据接口）。

（4）树形拓扑结构(www.xing528.com)

树形拓扑结构实际上是星形结构的一种变形，它将原来单独链路直接连接的节点通过多级处理主机进行分级连接，形成一种分层的宝塔形结构，如图1-8所示。这种结构与星形结构相比，降低了通信线路的成本，但增加了网络的复杂性，网络中除最底层节点及其连线外，任一节点或连线的故障均会影响其所在支路网络的正常工作。

图1-7 环形拓扑结构

图1-8 树形拓扑结构

（5）网状拓扑结构

网状拓扑结构是指将各网络节点与通信线路互连成不规则的形状，每个节点至少与其他两个节点相连，如图1-9所示。网状拓扑结构的容错能力强，如果网络中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到达目的节点，故可靠性高，但这种网络关系复杂，建网不易，网络控制机制复杂。

网状拓扑结构的最大特点是其强大的容错能力，因此主要用于强调可靠性的网络中，如ATM网。

（6）混合型拓扑结构

以上介绍的是最基本的网络拓扑结构，在实际应用中，也存在由几种基本拓扑结构组成的混合型拓扑结构。网络拓扑会因为网络设备、技术和成本的改变而有所变化，如在组建局域网时常采用星形、环形、总线型和树形结构，而树形和网状结构在广域网中比较常见。

图1-9 网状拓扑结构

3.按网络的覆盖范围分类

计算机网络按照覆盖的地理范围进行分类，可以很好地反映不同类型网络的技术特征。由于网络覆盖的地理范围不同，它们所采用的传输技术也不同，因而形成了不同的网络技术特点与网络服务功能。

按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分为以下3类。

（1）局域网

局域网（Local Area Network，LAN）用于将有限范围（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）中的各种计算机、终端与外部设备互连起来。按采用的技术、应用范围和协议标准，局域网可以分为共享介质局域网与交换式局域网。局域网技术发展非常迅速，应用也日益广泛，是计算机网络中最活跃的领域之一。

（2）城域网

城市地区网络常简称为城域网（Metropolitan Area Network，MAN）。城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。城域网的设计目标是要满足几十千米范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图像与视频等多种信息的传输。

（3）广域网

广域网（WideArea Network，WAN）又称为远程网，覆盖的地理范围从几十千米到几千千米。广域网覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成一种国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技术，可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，将分布在不同地区的计算机系统互连起来，以达到资源共享的目的。