《计算机网络技术基础教程》 课件 单元1.5 计算机网络的分类

单元1计算机网络技术概述1.5计算机网络的分类

学习目标掌握计算机网络的分类。掌握不同拓扑结构的特点与应用。掌握局域网、城域网、广域网的概念与特点。1.按拓扑结构分类网络拓扑结构是计算机网络结点和通信链路所组成的几何形状，是网络的抽象布局图像。网络拓扑结构描述网络中各结点间的连接方式及结构关系，给出网络整体结构的全貌。拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。常用的拓扑结构有五种：总线型拓扑结构、星型拓扑结构、树型拓扑结构、环型拓扑结构、网状拓扑结构。（1）总线型（2）星型（3）树型（4）环型（5）网状型图1-5-1

网络拓扑结构简图1.按拓扑结构分类总线型拓扑结构：该结构采用一条公共总线作为传输介质，每台计算机通过相应的硬件接口入网，信号沿总线进行广播传送。图1-5-2总线型拓扑结构1.按拓扑结构分类总线型拓扑结构的优点①布线容易。无论是连接几个建筑物或是楼内布线，都容易施工安装。②增删容易。如果需要增加或撤下一个网络站点，只需增加或拔掉一个硬件接口即可实现。需要增加长度时，可通过中继器加上一个支段来延伸距离。③节约线缆。只需要一根公共总线，两端的终结器就安装在两端的计算机接口上，线缆的用量最省。④可靠性高。网络中任何结点的故障都不会造成全网故障，可靠性高。总线型拓扑结构的缺点①在任何两个站点之间传送数据都要经过总线，总线成为整个网络的瓶颈，当计算机站点多时，容易产生信息堵塞，传递不畅。②总线传输距离有限，通信范围受到限制。③当网络发生故障时，故障诊断困难，故障隔离更困难。表1-5-1总线型拓扑结构的特点1.按网络的拓扑结构分类星型拓扑结构：在星型拓扑结构中，节点通过点对点通信线路与中心节点连接。中心节点控制全网的通信，任何两节点之间的通信都要通过中心节点。中心节点有两类：一类中心节点是一台功能很强的计算机，它既是一台处理信息的独立的计算机，又是信息转接中心；另一类中心节点并不是一台计算机，而是一台网络转接或交换设备，如交换机或集线器。图1-5-3星型拓扑结构1.按拓扑结构分类星型拓扑结构的主要优点①可靠性高。对于整个网络来说，每台计算机及其接口的故障不会影响其他计算机，也不会影响其他网络，不会发生全网的瘫痪。②故障检测和隔离容易，网络容易管理和维护。③可扩性好，配置灵活。增、减、改一个站点容易实现，与其他节点没有关系。④传输速率高。每个节点独占一条传输线路，消除了数据传送堵塞现象。星型拓扑结构的主要缺点网络可靠性依赖中心节点。表1-5-2

星型拓扑结构的特点1.按网络的拓扑结构分类树型拓扑结构：树型拓扑结构可以看成是星型拓扑的扩展，其实质是星型结构的层次堆叠。在树型拓扑结构中，节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行，相邻及同层节点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。树型拓扑结构适用于汇集信息的应用要求。图1-5-4树型拓扑结构1.按拓扑结构分类树型拓扑结构的优点树型拓扑结构的缺点①扩展方便。可以方便地进行层的扩展，从而连接更多的节点。②分离容易。当某一个节点出现问题时，可以很容易地将其从树型结构中移除，而不影响其他部分的正常工作。对高层节点性能要求高，因为高层节点一旦出现故障，则对应分支网络将瘫痪，影响各部分之间的通信。表1-5-3

树型拓扑结构的特点1.按拓扑结构分类环形拓扑结构：节点通过点对点通信线路接成闭合环路，环中数据将沿一个方向逐站传送。图1-5-5环形拓扑结构1.按拓扑结构分类环形拓扑结构的优点环形拓扑结构的缺点①适合光纤连接。环型是点到点连接，沿一个方向单向传输，非常适用于光纤作为传输介质。②简化路径选择控制，不易发生地址冲突。③各节点负载均衡。④初始安装容易，线缆用量少。①结点故障会引起全网故障，可靠性差。②网络管理复杂，投资费用高。表1-5-4

环形拓扑结构的特点1.按拓扑结构分类网状型拓扑结构：网状拓扑结构又称无规则型。在网状拓扑结构中，节点之间的连接是任意的，没有规律。在通信时，网络中的各个节点可以根据实际情况动态地选择通信路径。图1-5-6网状型拓扑结构1.按拓扑结构分类网状型拓扑结构的优点网状型拓扑结构的缺点①具有较高的可靠性。②网内结点共享资源容易。③可改善线路的信息流量分配①结构复杂，维护困难。②每个结点都与多点进行连接，必须采用路由算法和流量控制方法。表1-5-5

网状型拓扑结构的特点2.按覆盖区域分类由于网络覆盖范围和计算机之间互连距离不同，所采用的网络结构和传输技术也不同，因而形成不同的计算机网络。一般可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）三类。表1-5-6

局域网、城域网、广域网、互联网的范围2.按覆盖区域分类（1）局域网局域网是一种私有网络，一般在一座建筑物内，比如家庭、办公室或工厂。局域网自身相对其他网络传输速度更快，性能更稳定，框架简易，具有封闭性。局域网的作用范围是几百到几千米，通常用于组建企业网和校园网。图1-5-7局域网示意图2.按覆盖区域分类（2）城域网城域网一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联，覆盖的地理范围从几十至几百公里。在一个大型城市，一个MAN网络通常连接着多个LAN网，如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等。图1-5-8城域网示意图2.按覆盖区域分类（3）广域网广域网又称远程网，是指在一个很大地理范围（从数百公里到数千公里，甚至上万公里）由许多局域网组成的网络。广域网是将远距离的网络和资源连接起来的任何系统，主要用在一个地区、行业甚至在全国范围内组网,达到资源共享的目的。图1-5-9广域网示意图2.按覆盖区域分类图1-5-10广域网、城域网、接入网及局域网的关系3.按通信介质分类通信介质就是指用于网络连接的通信线路。目前常用的传输介质有同轴电缆、双绞线、光纤、卫星、微波等有线或无线传输介质，相应地可将网络分为同轴电缆网、双绞线网、光纤网、卫星网和无线网。4.按传输技术分类（1）广播式网络。广播式通信网络是指通过一条传输线路连接所有主机的网络。在广播式通信网络中，任意一个节点发出的信号都可以被连接在电缆上的所有计算机接收。广播式通信网络主要用于局域网中。（2）点对点网络。用点对点方式将各台计算机或网络设备连接起来的网络。点对点通信方式通常用于城域网和广域网中。5.按管理模式分类（1）集中式网络管理模式集中式网络管理模式是在网络系统中设置专门的网络管理节点。管理软件和管理功能主要集中在网络管理节点上，网络管理节点与被管理节点是主从关系。集中式网络管理模式特点如下：①便于集中管理。②管理信息集中汇总到管理节点上，信息流拥挤。③管理节点发生故障会影响全网的工作。④管理设备需具有强大的数据功能和大量存储空间，价格较为昂贵。图1-5-11

集中式网络管理模式5.按管理模式分类（2）分布式网络管理模式分布式网络管理模式将地理上分布的网络管理客户机与一组网络管理服务器交互作用，共同完成网络管理的功能。分布式网络管理模式特点如下：①不会因一台管理设备故障影响整个网络的管理，稳定性更高。②网络中各节点之间互相连接，信息可通过多条线路汇聚，传输速率更有保障。③不利于集中管理。图1-5-12

分布式网络管理模式5.按管理模式分类（3）分层式网络管理模式分层式网络管理模式是在集中式管理中的管理站和代理间增加一层或多层管理实体，即中层管理站，从而使管理体系层次化。分层式网络管理模式特点如下：①不依赖于单一的系统。②网络管理分散。③每一层的网络管理只负责有限的网络对象，大大减轻了网络管理的负担。④多个系统来管理网络，不再有管理整个网络的一个集中地点，可