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晓林

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2023-11-16

1-4 计算机网络的定义和分类

# 140.1-4 计算机网络的定义和分类

本节课我们介绍计算机网络的定义和分类。

首先来看计算机网络的定义:计算机网络的精确定义并未统一,换句话说,全世界没有一个对计算机网络的公认的唯一定义。

这里我们给出一个计算机网络的最简单定义,即计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合,我们可以从该定义中找出三个关键词,它们是互联、自治、集合,互联是指计算机之间可以通过有线或无线的方式进行数据通信,自治是指独立的计算机,它有自己的硬件和软件可以单独运行使用。

那么基于以上概念,请大家思考一下该图所示是否是一个计算机网络?很显然这不是计算机网络,因为图中所示的各终端机只是具有显示和输入设备的终端,而并不是自治的计算机。因此这只是一个运行分时系统的大型机系统,集合是指至少需要两台计算机:

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需要注意的是在计算机网络发展的不同阶段,人们对计算机网络给出了不同的定义,这些定义反映了当时网络技术发展的水平下面,我们给出现阶段计算机网络的较好的定义:

计算机网络主要是由一些通用的可编程的硬件互联而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的,例如传送数据或视频信号,这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。

该定义表明计算机网络所连接的硬件并不限于一般的计算机,而是包括了智能手机等智能硬件,该定义还表明计算机网络并非专门用来传送数据,而是能够支持很多种应用,包括今后可能出现的各种应用。

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接下来介绍计算机网络的分类,我们可以从不同的角度对计算机网络进行分类:

  • 例如按交换技术分类:可以分为电路交换网络,报文交换网络,分组交换网络,这些之前课程中已经介绍过了。

  • 按网络的使用者分类:可以分为公用网,专用网,公用网是指电信公司出资建造的大型网络,公用的意思就是所有愿意按电信公司的规定,缴纳费用的人都可以使用这种网络,因此公用网也可称为公众网。专用网是指某个部门为本单位的特殊业务工作的需要而建立的网络,这种网络不向本单位以外的人提供服务,例如军队、铁路、电力等系统均有本系统的专用网

  • 按传输介质分类:可以分为有线网络和无线网络,有线网络包括双绞线网络、光纤网络等。而无线局域网所使用的 WIFI 技术目前应用比较普遍

  • 按网络的覆盖范围分类:可以分为广域网 WAN,城域网 MAN,局域网 LAN,个域网 PAN,希望大家能记住这几个比较常见的英文缩写词,尤其是 WAN,LAN 和 PAN。您可以看看自己家装路由器背面的各接口,很可能标记为 1 个 WAN 和多个 LAN,而不是标记为中文的广域网接口和局域网接口。

    广域网的覆盖范围通常为几十公里到几千公里,可以覆盖一个国家地区,甚至横跨几个州,因而有时也称为远程网。广域网是因特网的核心部分,其任务是为核心路由器提供远距离,例如跨越不同的国家的高速连接,互联分布在不同区域的城域网和局域网

    城域网的覆盖范围一般是一个城市,可跨越几个街区,甚至整个城市,其作用距离为 5~50 公里。城域网通常作为城市骨干网,互联大量企业机构和校园局域网,近几年城域网已开始成为现代城市的信息服务基础设施,为大量用户提供接入和各种信息服务,并有趋势将传统的电信服务、有线电视服务和互联网服务融为一体。

    局域网一般用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 兆比特每秒以上,但地理上则局限在较小的范围内,如一个实验室一幢楼或一个校园内,距离一般在一公里左右,局域网通常由某个单位单独拥有使用和维护。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,现在局域网已被非常广泛的使用,一个学校或企业大都拥有许多个互联的局域网,这样的网络通常称为校园网或企业网。

    个域网是个人区域网络的简称,它不同于上述网络,不是用来连接普通计算机的,而是在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备,例如便携式计算机、打印机、鼠标、键盘耳机等,用无线技术连接起来的网络,因此也常称为无线个人区域网 WPAN,其覆盖范围大约为 10 米。

    需要注意的是若中央处理机之间的距离非常近,例如仅一米的数量级甚至更小,则一般就称之为多处理机系统,而不称它为计算机网络。

  • 计算机网络还可以按拓扑结构分类:可以分为总线型网络、星型网络、环形网络和网状型网络,总线型网络使用单根传输线,把计算机连接起来。它的优点是建网容易增减节点方便节省线路,缺点是重负载时通讯效率不高,总线任意一处出现故障,则全网瘫痪。

    星型网络是将每个计算机都以单独的线路与中央设备相连。中央设备早期是计算机,后来是集线器,现在一般是交换机或路由器,这种网络拓扑便于网络的集中控制和管理,因为端用户之间的通信必须经过中央设备,缺点是成本高,中央设备对故障敏感。

    环形网络是将所有计算机的网络接口连接成一个环,最典型的例子是令牌环局域网,环可以是单环,也可以是双环,环中信号是单向传输的,

    网状型网络,一般情况下,每个节点至少有两条路径与其他节点相连,多用在广域网中,其优点是可靠性高,缺点是控制复杂,线路成本高。

    需要注意的是以上 4 种基本的网络拓扑还可以互联为更复杂的网络。

本节课到这里就结束了,本节课并没有什么难点内容,只需要大家对这些内容做到了解即可。

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上次更新: 2024/5/27 11:20:52
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