计算机网络的分类

按规模分按连接方式（拓扑结构）分按速率和带宽分按传输介质分按通信方式分,1-3计算机网络分类,按覆盖的地理范围分类,局域网（LocalAreaNetwork,LAN）城域网（MetropolitanAreaNetware，MAN）广域网（WideAreaNetware,WAN）,网络覆盖的地理范围不同，它们所采用的传输技术不同，从而形成不同的网络技术特点与网络服务功能。,局域网,局域网的技术特点：1）覆盖有限的地理范围。适用于机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。2）提供高数据传输速率（10Mbps10Gbps）、低误码率的高质量数据传输环境。3）一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展。4）局域网可做为个人计算机局域网、大型计算设备群的后端网络和存储区域网络、高速办公室网络、企业和学校的主干局域网。,从传输介质类型的角度，局域网可分为：使用有线介质的有线局域网使用无线通信信道的无线局域网局域网中的计算机有两种连接模式：对等网客户机/服务器模式（C/S）,对等网,对等网相对比较简单，计算机数量一般不会超过10台。通常就是两三台计算机相连。对等网上的各台计算机都具有相同功能，无主从之分，网上任意节点计算机都可以为其他计算机提供资源，也可以分享其它计算机的资源。网络成本低，配置和维护简单,客户机/服务器网络（C/S）,服务器：在网络中为其他机器提供某种服务的计算机，如Web服务器提供网页访问服务，E_mail服务器为其他计算机提供E_mail的服务等。客户机：在网络中需要其他机器为它提供服务的计算机,城域网（MAN）,城市区域网络称为城域网。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满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网的互联要求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输。,广域网（WAN）,广域网又称远程网，覆盖几十公里到几千公里的地理范围。可以覆盖几个国家和地区、甚至横跨几个洲，形成国际性的远程计算机网络。,广域网分为通信子网和资源子网。广域网的通信子网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联起来，以达到资源共享的目的。,互联网,互联网是规模最大的网络Internet是全球最大的互联网,广域网和互联网的区别,广域网：范围大，网内传输技术相同。互联网：将各种大大小小的不同网络采用不同的技术连接起来。互联网比广域网的实现技术更复杂。,计算机网络的结构，其实就是网络信道分布的拓扑结构。在计算机网络中，常常把网络的组成形式称之为拓扑结构。常见的拓扑结构有五种：总线型星型环型树型网状型,按网络的结构分类,总线型结构,1、总线型网络是将若干个节点平等地连接到一条高速公用总线上的网络。2、特点：（1)结构简单灵活，便于扩充。(2)可靠性高(3)网络节点响应速度快(4)易于布线，成本较低。(5)实时性差物理安全性差故障诊断困难3、典型的总线结构网络：以太网总线,以太网卡,T头（BNC接头）,终结器,访问方式：CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路访问,星型结构,星型拓扑结构即任何两节点之间的通信都要通过中心节点进行转发，中心节点通常是集线器。,星型结构特点：(1)结构简单、便于集中控制和管理(2)网络易于扩展(3)故障检测和隔离方便(4)延迟时间小(5)传输误码率低中心节点负担重网络脆弱通信线路利用率较低典型的星型结构网络：ATM网、以太网星型,环型结构,环型结构的网络指网络中的每个节点均与下一个节点连接，最后一个节点与第一个节点连接，构成一个闭合的环路。,环型网络的一个典型例子是由IBM推出令牌环局域网（Tokenringnetwork）,环型结构特点：(1)网络结构简单(2)路径选择的控制的到简化(3)扩充不方便(4)环上节点过多时，传输效率严重下降。(5)当环中某一节点出现故障时整个网络将瘫痪，查找故障点不易。,树型结构,树形结构是由星型结构演变而来的。其实质是星型结构的层次堆叠,树型结构的特点,(1)扩展方便。(2)故障隔离容易。(3)高层节点性能要求高。,典型例子：Internet,网状结构,网状结构是由星型、总线型、环型演变而来的，是前三种基本拓扑混合应用的结果。,蜂窝,主要在移动网络上出现,几种拓扑结构的示意图,以上介绍的网络拓扑结构是基本结构。在实际组网络时，网络拓扑结构不是单一类型的，而是几种基本类型混合而成的。如局域网常采用总线型、星型、环型和树型结构，广域网常采用树型和网状型结构如图所示。,用网络带宽和速率来描述网络的传输速率。网络带宽的单位为赫兹（Hz），传输速率的单位为每秒传输的比特数（bit/s）。根据带宽可以将网络分成-窄带网-宽带网：上网时，上传下载速率超过2.048Mbit/s，称宽带上网根据传输速率可将网络分为-低速网-中速网-高速网,按速率和带宽分类,按传输介质分类,有线网电缆（粗、细与电线）双绞线（STP、UTP和电话线）光缆（单模和多模）无线网微波无线电激光红外线卫星,按通信方式分类,点对点传输网络选用于大规模的网络广播式传输网络（又称点到多点）一般用于小规模的网络，如局域网，不适用于规模大的网络,1-4网络通信基本概念,信息Information：则是数据的具体内容和解释，有具体的含义。数据Data：由数字、字符和符号等组成，可以用来描述任何概念和事物，是信息的载体。两者的关系：数据是信息的表示形式，是信息的载体。信息是数据的内涵。信号Signal：数据在传输过程中的电磁波表示形式，是数据的具体物理表示，具有确定的物理描述，如电压、磁场强度等。,1.4.1信息、数据和信号,1.4.2信道及信号分类,信道：通信的通道，是信号传输的媒介，由传输线路和传输设备组成。信道的分类：物理信道：用来传送信号或数据的物理通路，由传输介质及有关通信设备组成。逻辑信道：定义传送信息的类型，这些信息可能是独立成块的数据流，也可能是夹杂在一起但是有确定起始位的数据流，这些数据流包括所有用户的数据。逻辑信道是所有用户（包括基站，终端）的纯数据集合有线信道和无线信道专用信道和公共交换信道,逻辑信道与物理信道的区别,物理信道是通信里是OSI物理层的概念，逻辑信道指的是OSI数据链路层以上的概念，所以这两个概念一般没法比较。如果不是那么严格按定义来看，物理信道指的是给你一条直接的传输连线，类似电话专线。而逻辑信道指的是你的数据在网络里传输所占用的带宽，这属于虚电路的概念。比如运货，物理信道指高速公路；逻辑信道指各种运输车队，可以按时分在高速公路上跑，就是A车队跑一趟，然后换B车队跑一趟，也可以按频分跑，就是高速公路有4车道，那就可以跑4个车队；,1.4.3通信系统的主要技术指标,数据传输速率S（比特率）：是一种数字信号的传输速率，反映一个数据通信系统每秒所传输的二进制代码的有效位数，单位是每秒比特(位)，以bit/s或bps表示。波形调制速率B（波特率）：又称为波形速率，指线路上每秒传送的波形个数，也就是二进制数据转换后的模拟信号每秒钟变化的次数。其单位是“波特”(band)。波特率与比特率的关系：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。,带宽：又叫频宽，指物理信道的频带宽度，即可传送信号的最高频率与最低频率之差，单位为“赫兹”(Hz)。例如，一条电缆可以接受从300Hz到3000Hz的频率，则在这条电缆上传送频率的带宽就是2700Hz。注意：在数字设备中，频宽通常以（比特率）bps表示，即每秒可传输之位数。信道容量：是一个极限参数，指单位时间内信道上所能传输数据的最大容量，单位是bps信道容量和传输速率之间应满足以下关系：信道容量传输速率，否则高的传输速率在低信道上传输，其传输速率受信道容量所限制，肯定难以达到原有的指标。,误码率：是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%吞吐量：单位时间内成功地传送数据的数量，单位是bit/s,1.4.4数据通信过程中的主要技术问题,数据传输类型数字信号模拟信号数据通信方式并行通信是指数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输；串行通信是指数据以串行方式在一条信道上传输，在远程通信中一般采用串行通信方式。,数据通信方式单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输；全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输。,数据同步方式,同步通信就是使接收端接收的每一位数据块或一组字符都要和发送端准确地保持同步，在时间轴上，每个数据码字占据等长的固定时间间隔，码字之间一般不得留有空隙，前后码字接连传送，中间没有间断时间。在下一串数据发送之前，必须发送同步序列（一般是在开始使用同步字符SYN“01101000”表示，并且在结束时使用同步字符或同步字节），以完成数据的同步传输过程,异步通信就是发送者和接收者之间不需要合作。也就是说，发送者可以在任何时候发送数据，只