计算机网络分类

  通常可按照网络规模的大小将计算机网络分为:局域网(LANwealAreaNetwork)城域网(MAN-MetropolitanAreaNetwork)、广域网(WAN-WideAreaNetwork)和互联网(Internetwork)。
一、LAN
  LAN广泛用于院校、科研单位、企业和政府部门内的PC机和工作站互联,以共享资源。它有三个主要特征:
1、规模小:计算机设备分布在室内、楼内或校园内,其距离约为lOm~1km。由于其规模小、传输时延有限,因此可采用特殊的网络设计,网络管理也简单。
2、传输技术:一般为广播型网络,或称为共享媒体型网络。所有计算设备共用一个通信信道,任意一台机器发出的分组信息,所有机器都能收到。各机器检查分组中包含的目的地址,如果与自己地址相符就接收并处理该分组,否则就予丢弃。
  广播型网络的技术关键是如何分配共享的通信信道,以避免发生冲突。有两类基本的分配方法:静态分配法和动态分配法。前者为每台机器分配固定的时隙,犹如电路交换中的时分复用,方法简单但信道利用率低。后者需定义信道占用仲裁机制、冲突避让机制和信道状态通告机制等一系列算法和规程,信道利用率较高,被广泛采用。
由于共享媒体型网络结构,在LAN中很容易实现多种通信方
式;向某一指定机器发送信息、向网络中所有机器发送信息和向预先指定的一组机器发送信息,分别称为单播(unicast)、广播(broadcast)和多播(multicast)。这一概念已在各类计算机网络中普通采用,是计算机网络区别于电信网络的重要特点之一。
3、网络拓扑:有总线型和环型两大类。最著名的三种局域网就是:以太网、令牌总线网和令牌环网,它们由IEEE802委员会定义,其标准分别为IEEE802.3、802.4和802.5。其后推出的光纤分布式数据接口(FDDI-FiberDistributedDataInterface)网也为环型结构。
  上述共享媒体型传统局域网的速率为10~100Mbit/s。近年来又推出交换式局域网。信道利用率可大为提高,并将宽带技术引入
LAN,已出现十分有前景的于兆比特以太网。
二、MAN
  MAN的规模为lOKM左右。覆盖一个城市的范围。它可以是专用网,也可以是公用网。从技术上来说和LAN类似,或者可以说是一个大型LAN。实际上MAN的概念已很少使用,之所以仍将其列为
一类是IEEE专门制订了一个用于MAN的802.6标准,称之为分布式队列双总线(DQDB—DisnibutedQueueDualBus),它采用双总线结
构,主要在北美应用。
三、WAN
WAN的规模为100~lCXX>km左右,覆盖一个国家或一个洲。
WAN的网络结构如图所示,它由两部分组成:
WAN的网络结构
  主机(host):也称为端系统,即运行应用程序的计算设备。可以是单个机器,也可以是接在局域网上的机器。
  通信子网:连接主机的网络,由传输线和分组交换节点组成。分组节点又可称为数据交换机、中间系统或路由器,它根据分组中包含的目的地址选定路由,将分组从主叫主机一站接一站地送到被叫主机。通信子网只负责传送分组,不分析分组中包含的用户数据,用户数据的处理完全由主机负责。这种把通信功能和应用功能分离的做法有利于网络的设计和管理。
  除了卫星网以外,所有通信子网采用的都是点到点、存储转发的分组交换技术。根据采用的技术不同,可以是X.25网、帧中继网、ATM网、新型光纤网或它们的组合。如采用ATM技术,则其分组就称为信元。
  通信子网常义简称为子网,但是后来IP编址中也引入了子网这一名词(将在下一节讲述),应注意不要混淆,所幸在大多数情况下,“子网”所指的意义是明确的
  有不少书籍把“通信子网-主机”结构作为计算机网络的一般结构,也适用于LAN和MAN。此时,相应的总线网、环形网和双总线网络即为通信子网,与之相连的计算设备就是主机。
四、互联网(internetwork)
  互联网又称网间网,可简写为internet,它是由一组不同类型、通常是不兼容的计算机网络互联组成的网络,其目的是使连接于不同网络的主机能够互相通信。这里的“不同”指的是通信子网不同,也就是传送分组的网络层及以下的软件和/或硬件不同,并不是指主机中的高层协议有差异。要使不同的通信子网能够互通的常规方法是在网间设置网关(gateway),网关完成协议翻译和物理接口的变换。
下图给出由网关构成互联网的示意图:
网关互联示意图
图中3个通信子网各不相同,可能是LAN、X.25网、帧中继网等。设立网关的目的是对主机屏蔽通信子网的差异。任一主机发起通信时不需要知道对方和什么样的通信子网相连,如果要穿越不同的子网,其间的转发和选路均由网关自功完成,主机接入子网的方法保持不变。对于所有主机用户来说,原有的通信子网和网关合在一起构成了一个大的通信子网,这就是厅联网的通信子网。
  从层次上来理解,可以把互联网看成是位于各成员网络之上的一层网络,其通信子网的节点就是网关。网关完成不同成员网络之间的分组交换,确定应将分组发往下一站哪个网关,至于相邻网关之间分组的物理传输是由某个成员网络的通信子网完成的,互联网对此并不关心。因此,我们可以认为在逻辑上互联网可以表示为如图所示:
互联网逻辑示图
  不难理解,引入互联网后,为了使任意两个主机能够通信,必须定义统一的互联网地址,该地址和任一成员网络的地址是不一样的。所有网关应该懂得此地址,并知道如何根据此地址选路。也就是说,互联网必须定义自己的网络层协议,该网络层位于各成员网络的网络层之上。根据分层模型,网络层为第3层协议,因此也常称互联网的网络层为3.5层协议。相应地,网关实际上就是路由器。
  目前最为成功的互联网就是在全球广泛使用的基于TCP/IP的因特网(Internet),也称为国际互联网,其网络层协议为IP,主要的运输层协议为TCP。注意:因特网的英文名称和一般的互联网相同,只是其首字母为大写,表示是特定网络的专用名词。

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