從小到大--局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、因特網(wǎng)
網(wǎng)絡中計算機設備之間的距離可近可遠,即網(wǎng)絡覆蓋地域面積可大可小。按照聯(lián)網(wǎng)的計算機之間的距離和網(wǎng)絡覆蓋面的不同,一般分為局域網(wǎng)(LAN,即Local area network)、城域網(wǎng)(MAN,即Metropolitan area network)、廣域網(wǎng)(WAN,即Wide area network)和因特網(wǎng)(Internet)。LAN相當于某廠、校的內部電話網(wǎng),MAN猶如某地只能拔通市話的電話網(wǎng),WAN好像國內直拔電話網(wǎng),因特網(wǎng)則類似于國際長途電話網(wǎng)。
局域網(wǎng)(LAN)是由某種類型的電纜把計算機直接連在一起的網(wǎng)絡。把局域網(wǎng)連在一起組成了廣域網(wǎng)(WAN)。大多數(shù)的廣域網(wǎng)是通過電話線路連接的,少數(shù)的也采用其它類型的技術,如衛(wèi)星通訊。Internet中大多數(shù)廣域網(wǎng)連接是通過電話系統(tǒng)。
下面就是一個很典型的網(wǎng)絡例子。設想你坐在一所大學的計算中心房間里,里面放滿了計算機。你的計算機在這一局域網(wǎng)中,與房間中所有其它的計算機相連,也與整棟建筑內的辦公室的計算機相連。在一個學校,有很多的局域網(wǎng)。例如,電信系有自己的計算機網(wǎng)絡,管理系、計算機科學系等等也有。這些局域網(wǎng)中的每一臺機器都連在一個作為主干的高速通路上,構成一個校園的廣域網(wǎng)。
以上是一個大學的例子,很多其它的機構,如公司、政府機關、研究單位、其它種類的學校等,其實也是相似的。如果是小機構,可以只要一個局域網(wǎng),大機構可把多個局域網(wǎng)連成一個或多個復雜的廣域網(wǎng),通常由專職人員來管理這些網(wǎng)絡。
局域網(wǎng)間是怎樣連接的?它是通過一種叫做路由器(router)的專門設備來實現(xiàn)的。路由器的作用是提供從一個網(wǎng)絡到另一個網(wǎng)絡的通路。我們用路由器來連接局域網(wǎng)(構成廣域網(wǎng))和廣域網(wǎng)(構成更大的廣域網(wǎng))。換句話說,我們可以認為:Internet里的計算機通過大量的路由器連成局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。
地位不同--基于服務器的網(wǎng)絡和對等網(wǎng)絡
在計算機網(wǎng)絡中,倘若每臺計算機的地位平等,都可以平等地使用其他計算機內部的資源,每臺機器磁盤上的空間和文件都成為公共財產(chǎn),這種網(wǎng)就稱之為對等局域網(wǎng)(Peer to Peer LAN),簡稱對等網(wǎng)。在對等網(wǎng)計算機資源這種共享方式將會導致計算機的速度比平時慢,但對等網(wǎng)非常適合于小型的、任務輕的局域網(wǎng),例如在普通辦公室、家庭、游戲廳、學生宿舍內建個小LAN。
如果網(wǎng)絡所連接的計算機較多,在10臺以上且共享資源較多時,就需要考慮專門設立一個計算機來存儲和管理需要共享的資源,這臺計算機被稱為文件服務
計算機網(wǎng)絡常見的分類方法:
? 地理位置
? 傳輸介質
? 拓撲結構
? 通信分類
? 使用目的
? 服務分類
? 其他分類
相互聯(lián)系:
從不同的角度對網(wǎng)絡有不同的分類方法,每種網(wǎng)絡名稱都有特殊的含意。幾種名稱的組合或名稱加參數(shù)更可以看出網(wǎng)絡的特征。千兆以太網(wǎng)表示傳輸率高達千兆的總線型網(wǎng)絡。了解網(wǎng)絡的分類方法和類型特征,是熟悉網(wǎng)絡技術的重要基礎之一。
(1)從網(wǎng)絡結點分布來看,可分為局域網(wǎng)(Local Area Network,LAN)、廣域網(wǎng)(Wide Area Network,WAN)和城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network,MAN)。
局域網(wǎng)是一種在小范圍內實現(xiàn)的計算機網(wǎng)絡,一般在一個建筑物內,或一個工廠、一個事業(yè)單位內部,為單位獨有。局域網(wǎng)距離可在十幾公里以內,信道傳輸速率可達1~20Mbps,結構簡單,布線容易。廣域網(wǎng)范圍很廣,可以分布在一個省內、一個國家或幾個國家。廣域網(wǎng)信道傳輸速率較低,一般小于0.1Mbps,結構比較復雜。城域網(wǎng)是在一個城市內部組建的計算機信息網(wǎng)絡,提供全市的信息服務。目前,我國許多城市正在建設城域網(wǎng)。
(2)按交換方式可分為線路交換網(wǎng)絡(Circurt Switching)、報文交換網(wǎng)絡(Message Switching)和分組交換網(wǎng)絡(Packet Switching)。
線路交換最早出現(xiàn)在電話系統(tǒng)中,早期的計算機網(wǎng)絡就是采用此方式來傳輸數(shù)據(jù)的,數(shù)字信號經(jīng)過變換成為模擬信號后才能在線路上傳輸。報文交換是一種數(shù)字化網(wǎng)絡。當通信開始時,源機發(fā)出的一個報文被存儲在交換器里,交換器根據(jù)報文的目的地址選擇合適的路徑發(fā)送報文,這種方式稱做存儲-轉發(fā)方式。分組交換也采用報文傳輸,但它不是以不定長的報文做傳輸?shù)幕締挝?,而是將一個長的報文劃分為許多定長的報文分組,以分組作為傳輸?shù)幕締挝?。這不僅大大簡化了對計算機存儲器的管理,而且也加速了信息在網(wǎng)絡中的傳播速度。由于分組交換優(yōu)于線路交換和報文交換,具有許多優(yōu)點,因此它已成為計算機網(wǎng)絡的主流。
(3)按網(wǎng)絡拓撲結構可分為星型網(wǎng)絡、樹型網(wǎng)絡、總線型網(wǎng)絡、環(huán)型網(wǎng)絡和網(wǎng)狀網(wǎng)絡等
計算機網(wǎng)絡的分類方式有很多種,可以按地理范圍、拓撲結構、傳輸速率和傳輸介質等分類。
⑴按地理范圍分類 ①局域網(wǎng)LAN(Local Area Network) 局域網(wǎng)地理范圍一般幾百米到10km之內,屬于小范圍內的連網(wǎng)。如一個建筑物內、一個學校內、一個工廠的廠區(qū)內等。
局域網(wǎng)的組建簡單、靈活,使用方便。 ②城域網(wǎng)MAN(Metropolitan Area Network) 城域網(wǎng)地理范圍可從幾十公里到上百公里,可覆蓋一個城市或地區(qū),是一種中等形式的網(wǎng)絡。
③廣域網(wǎng)WAN(Wide Area Network) 廣域網(wǎng)地理范圍一般在幾千公里左右,屬于大范圍連網(wǎng)。如幾個城市,一個或幾個國家,是網(wǎng)絡系統(tǒng)中的最大型的網(wǎng)絡,能實現(xiàn)大范圍的資源共享,如國際性的Internet網(wǎng)絡。
⑵按傳輸速率分類 網(wǎng)絡的傳輸速率有快有慢,傳輸速率快的稱高速網(wǎng),傳輸速率慢的稱低速網(wǎng)。傳輸速率的單位是b/s(每秒比特數(shù),英文縮寫為bps)。
一般將傳輸速率在Kb/s—Mb/s范圍的網(wǎng)絡稱低速網(wǎng),在Mb/s—Gb/s范圍的網(wǎng)稱高速網(wǎng)。也可以將Kb/s網(wǎng)稱低速網(wǎng),將Mb/s網(wǎng)稱中速網(wǎng),將Gb/s網(wǎng)稱高速網(wǎng)。
網(wǎng)絡的傳輸速率與網(wǎng)絡的帶寬有直接關系。帶寬是指傳輸信道的寬度,帶寬的單位是Hz(赫茲)。
按照傳輸信道的寬度可分為窄帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)。一般將KHz—MHz帶寬的網(wǎng)稱為窄帶網(wǎng),將MHz—GHz的網(wǎng)稱為寬帶網(wǎng),也可以將kHz帶寬的網(wǎng)稱窄帶網(wǎng),將MHz帶寬的網(wǎng)稱中帶網(wǎng),將GHz帶寬的網(wǎng)稱寬帶網(wǎng)。
通常情況下,高速網(wǎng)就是寬帶網(wǎng),低速網(wǎng)就是窄帶網(wǎng)。 ⑶按傳輸介質分類 傳輸介質是指數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送裝置和接受裝置間的物理媒體,按其物理形態(tài)可以劃分為有線和無線兩大類。
①有線網(wǎng) 傳輸介質采用有線介質連接的網(wǎng)絡稱為有線網(wǎng),常用的有線傳輸介質有雙絞線、同軸電纜和光導纖維。 ●雙絞線是由兩根絕緣金屬線互相纏繞而成,這樣的一對線作為一條通信線路,由四對雙絞線構成雙絞線電纜。
雙絞線點到點的通信距離一般不能超過100m。目前,計算機網(wǎng)絡上使用的雙絞線按其傳輸速率分為三類線、五類線、六類線、七類線,傳輸速率在10Mbps到600Mbps之間,雙絞線電纜的連接器一般為RJ-45。
●同軸電纜由內、外兩個導體組成,內導體可以由單股或多股線組成,外導體一般由金屬編織網(wǎng)組成。內、外導體之間有絕緣材料,其阻抗為50Ω。
同軸電纜分為粗纜和細纜,粗纜用DB-15連接器,細纜用BNC和T連接器。 ●光纜由兩層折射率不同的材料組成。
內層是具有高折射率的玻璃單根纖維體組成,外層包一層折射率較低的材料。光纜的傳輸形式分為單模傳輸和多模傳輸,單模傳輸性能優(yōu)于多模傳輸。
所以,光纜分為單模光纜和多模光纜,單模光纜傳送距離為幾十公里,多模光纜為幾公里。光纜的傳輸速率可達到每秒幾百兆位。
光纜用ST或SC連接器。光纜的優(yōu)點是不會受到電磁的干擾,傳輸?shù)木嚯x也比電纜遠,傳輸速率高。
光纜的安裝和維護比較困難,需要專用的設備。 ②無線網(wǎng) 采用無線介質連接的網(wǎng)絡稱為無線網(wǎng)。
目前無線網(wǎng)主要采用三種技術:微波通信,紅外線通信和激光通信。這三種技術都是以大氣為介質的。
其中微波通信用途最廣,目前的衛(wèi)星網(wǎng)就是一種特殊形式的微波通信,它利用地球同步衛(wèi)星作中繼站來轉發(fā)微波信號,一個同步衛(wèi)星可以覆蓋地球的三分之一以上表面,三個同步衛(wèi)星就可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域。 ⑷按拓撲結構分類 計算機網(wǎng)絡的物理連接形式叫做網(wǎng)絡的物理拓撲結構。
連接在網(wǎng)絡上的計算機、大容量的外存、高速打印機等設備均可看作是網(wǎng)絡上的一個節(jié)點,也稱為工作站。計算機網(wǎng)絡中常用的拓撲結構有總線型、星型、環(huán)型等。
①總線拓撲結構 總線拓撲結構是一種共享通路的物理結構。這種結構中總線具有信息的雙向傳輸功能,普遍用于局域網(wǎng)的連接,總線一般采用同軸電纜或雙絞線。
總線拓撲結構的優(yōu)點是:安裝容易,擴充或刪除一個節(jié)點很容易,不需停止網(wǎng)絡的正常工作,節(jié)點的故障不會殃及系統(tǒng)。由于各個節(jié)點共用一個總線作為數(shù)據(jù)通路,信道的利用率高。
但總線結構也有其缺點:由于信道共享,連接的節(jié)點不宜過多,并且總線自身的故障可以導致系統(tǒng)的崩潰。 ②星型拓撲結構 星型拓撲結構是一種以中央節(jié)點為中心,把若干外圍節(jié)點連接起來的輻射式互聯(lián)結構。
這種結構適用于局域網(wǎng),特別是近年來連接的局域網(wǎng)大都采用這種連接方式。這種連接方式以雙絞線或同軸電纜作連接線路。
星型拓撲結構的特點是:安裝容易,結構簡單,費用低,通常以集線器(Hub)作為中央節(jié)點,便于維護和管理。中央節(jié)點的正常運行對網(wǎng)絡系統(tǒng)來說是至關重要的。
③環(huán)型拓撲結構 環(huán)型拓撲結構是將網(wǎng)絡節(jié)點連接成閉合結構。信號順著一個方向從一臺設備傳到另一臺設備,每一臺設備都配有一個收發(fā)器,信息在每臺設備上的延時時間是固定的。
這種結構特別適用于實時控制的局域網(wǎng)系統(tǒng)。 環(huán)型拓撲結構的特點是:安裝容易,費用較低,電纜故障容易查找和排除。
有些網(wǎng)絡系統(tǒng)為了提高通信效率和可靠性,采用了雙環(huán)結構,即在原有的單環(huán)上再套一個環(huán),使每個節(jié)點都具有兩個接收通道。環(huán)型網(wǎng)絡的弱點是,當節(jié)點發(fā)生故障時,整個網(wǎng)絡就不能正常工作。
④樹型拓撲結構 樹型拓撲。
一、計算機網(wǎng)絡的組成及分類 計算機網(wǎng)絡通俗地講就是由多臺計算機(或其它計算機網(wǎng)絡設備)通過傳輸介質和軟件物理(或邏輯)連接在一起組成的。
總的來說計算機網(wǎng)絡的組成基本上包括:計算機、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、傳輸介質(可以是有形的,也可以是無形的,如無線網(wǎng)絡的傳輸介質就是空氣)以及相應的應用軟件四部分。 要學習網(wǎng)絡,首先就要了解目前的主要網(wǎng)絡類型,分清哪些是我們初級學者必須掌握的,哪些是目前的主流網(wǎng)絡類型。
雖然網(wǎng)絡類型的劃分標準各種各樣,但是從地理范圍劃分是一種大家都認可的通用網(wǎng)絡劃分標準。按這種標準可以把各種網(wǎng)絡類型劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)四種。
局域網(wǎng)一般來說只能是一個較小區(qū)域內,城域網(wǎng)是不同地區(qū)的網(wǎng)絡互聯(lián),不過在此要說明的一點就是這里的網(wǎng)絡劃分并沒有嚴格意義上地理范圍的區(qū)分,只能是一個定性的概念。下面簡要介紹這幾種計算機網(wǎng)絡。
1。局域網(wǎng)(Local Area Network;LAN) 通常我們常見的“LAN”就是指局域網(wǎng),這是我們最常見、應用最廣的一種網(wǎng)絡。
現(xiàn)在局域網(wǎng)隨著整個計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展和提高得到充分的應用和普及,幾乎每個單位都有自己的局域網(wǎng),有的甚至家庭中都有自己的小型局域網(wǎng)。很明顯,所謂局域網(wǎng),那就是在局部地區(qū)范圍內的網(wǎng)絡,它所覆蓋的地區(qū)范圍較小。
局域網(wǎng)在計算機數(shù)量配置上沒有太多的限制,少的可以只有兩臺,多的可達幾百臺。一般來說在企業(yè)局域網(wǎng)中,工作站的數(shù)量在幾十到兩百臺次左右。
在網(wǎng)絡所涉及的地理距離上一般來說可以是幾米至10公里以內。局域網(wǎng)一般位于一個建筑物或一個單位內,不存在尋徑問題,不包括網(wǎng)絡層的應用。
這種網(wǎng)絡的特點就是:連接范圍窄、用戶數(shù)少、配置容易、連接速率高。目前局域網(wǎng)最快的速率要算現(xiàn)今的10G以太網(wǎng)了。
IEEE的802標準委員會定義了多種主要的LAN網(wǎng):以太網(wǎng)(Ethernet)、令牌環(huán)網(wǎng)(Token Ring)、光纖分布式接口網(wǎng)絡(FDDI)、異步傳輸模式網(wǎng)(ATM)以及最新的無線局域網(wǎng)(WLAN)。這些都將在后面詳細介紹。
2。城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network;MAN) 這種網(wǎng)絡一般來說是在一個城市,但不在同一地理小區(qū)范圍內的計算機互聯(lián)。
這種網(wǎng)絡的連接距離可以在10 ̄100公里,它采用的是IEEE802.6標準。MAN與LAN相比擴展的距離更長,連接的計算機數(shù)量更多,在地理范圍上可以說是LAN網(wǎng)絡的延伸。
在一個大型城市或都市地區(qū),一個MAN網(wǎng)絡通常連接著多個LAN網(wǎng)。如連接政府機構的LAN、醫(yī)院的LAN、電信的LAN、公司企業(yè)的LAN等等。
由于光纖連接的引入,使MAN中高速的LAN互連成為可能。 城域網(wǎng)多采用ATM技術做骨干網(wǎng)。
ATM是一個用于數(shù)據(jù)、語音、視頻以及多媒體應用程序的高速網(wǎng)絡傳輸方法。ATM包括一個接口和一個協(xié)議,該協(xié)議能夠在一個常規(guī)的傳輸信道上,在比特率不變及變化的通信量之間進行切換。
ATM也包括硬件、軟件以及與ATM協(xié)議標準一致的介質。ATM提供一個可伸縮的主干基礎設施,以便能夠適應不同規(guī)模、速度以及尋址技術的網(wǎng)絡。
ATM的最大缺點就是成本太高,所以一般在政府城域網(wǎng)中應用,如郵政、銀行、醫(yī)院等。 3。
廣域網(wǎng)(Wide Area Network;WAN) 這種網(wǎng)絡也稱為遠程網(wǎng),所覆蓋的范圍比城域網(wǎng)(MAN)更廣,它一般是在不同城市之間的LAN或者MAN網(wǎng)絡互聯(lián),地理范圍可從幾百公里到幾千公里。 因為距離較遠,信息衰減比較嚴重,所以這種網(wǎng)絡一般是要租用專線,通過IMP(接口信息處理)協(xié)議和線路連接起來,構成網(wǎng)狀結構,解決循徑問題。
這種城域網(wǎng)因為所連接的用戶多,總出口帶寬有限,所以用戶的終端連接速率一般較低,通常為9.6Kbps ̄45Mbps 如:郵電部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN網(wǎng)。 4.互聯(lián)網(wǎng)(Internet) 互聯(lián)網(wǎng)又因其英文單詞“Internet”的諧音,又稱為“英特網(wǎng)”。
在互聯(lián)網(wǎng)應用如此發(fā)展的今天,它已是我們每天都要打交道的一種網(wǎng)絡,無論從地理范圍,還是從網(wǎng)絡規(guī)模來講它都是最大的一種網(wǎng)絡,就是我們常說的“Web”、“WWW”和“萬維網(wǎng)”等多種叫法。從地理范圍來說,它可以是全球計算機的互聯(lián),這種網(wǎng)絡的最大的特點就是不定性,整個網(wǎng)絡的計算機每時每刻隨著人們網(wǎng)絡的接入在不變的變化。
當您連在互聯(lián)網(wǎng)上的時候,您的計算機可以算是互聯(lián)網(wǎng)的一部分,但一旦當您斷開互聯(lián)網(wǎng)的連接時,您的計算機就不屬于互聯(lián)網(wǎng)了。但它的優(yōu)點也是非常明顯的,就是信息量大,傳播廣,無論你身處何地,只要聯(lián)上互聯(lián)網(wǎng)你就可以對任何可以聯(lián)網(wǎng)用戶發(fā)出你的信函和廣告。
因為這種網(wǎng)絡的復雜性,所以這種網(wǎng)絡實現(xiàn)的技術也是非常復雜的,這一點我們可以通過后面要講的幾種互聯(lián)網(wǎng)接入設備詳細地了解到。 上面講了網(wǎng)絡的幾種分類,其實在現(xiàn)實生活中我們真正遇得最多的還要算是局域網(wǎng),因為它可大可小,無論在單位還是在家庭實現(xiàn)起來都比較容易,應用也是最廣泛的一種網(wǎng)絡,所以在下面我們有必要對局域網(wǎng)及局域網(wǎng)中的接入設備作一個進一步的認識。
二、局域網(wǎng)的分類 雖然目前我們所能看到的局域網(wǎng)主要是以雙絞線為代表傳輸介質的以太網(wǎng),那只不過是我們所看到都基本上。
(1)從網(wǎng)絡結點分布來看,可分為局域網(wǎng)(Local Area Network,LAN)、廣域網(wǎng)(Wide Area Network,WAN)和城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network,MAN)。
局域網(wǎng)是一種在小范圍內實現(xiàn)的計算機網(wǎng)絡,一般在一個建筑物內,或一個工廠、一個事業(yè)單位內部,為單位獨有。局域網(wǎng)距離可在十幾公里以內,信道傳輸速率可達1~20Mbps,結構簡單,布線容易。
廣域網(wǎng)范圍很廣,可以分布在一個省內、一個國家或幾個國家。廣域網(wǎng)信道傳輸速率較低,一般小于0.1Mbps,結構比較復雜。
城域網(wǎng)是在一個城市內部組建的計算機信息網(wǎng)絡,提供全市的信息服務。目前,我國許多城市正在建設城域網(wǎng)。
(2)按交換方式可分為線路交換網(wǎng)絡(Circurt Switching)、報文交換網(wǎng)絡(Message Switching)和分組交換網(wǎng)絡(Packet Switching)。 線路交換最早出現(xiàn)在電話系統(tǒng)中,早期的計算機網(wǎng)絡就是采用此方式來傳輸數(shù)據(jù)的,數(shù)字信號經(jīng)過變換成為模擬信號后才能在線路上傳輸。
報文交換是一種數(shù)字化網(wǎng)絡。當通信開始時,源機發(fā)出的一個報文被存儲在交換器里,交換器根據(jù)報文的目的地址選擇合適的路徑發(fā)送報文,這種方式稱做存儲-轉發(fā)方式。
分組交換也采用報文傳輸,但它不是以不定長的報文做傳輸?shù)幕締挝唬菍⒁粋€長的報文劃分為許多定長的報文分組,以分組作為傳輸?shù)幕締挝?。這不僅大大簡化了對計算機存儲器的管理,而且也加速了信息在網(wǎng)絡中的傳播速度。
由于分組交換優(yōu)于線路交換和報文交換,具有許多優(yōu)點,因此它已成為計算機網(wǎng)絡的主流。 (3)按網(wǎng)絡拓撲結構可分為星型網(wǎng)絡、樹型網(wǎng)絡、總線型網(wǎng)絡、環(huán)型網(wǎng)絡和網(wǎng)狀網(wǎng)絡等。