《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)教程》 課件 單元1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

單元1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類。掌握不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。掌握局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的概念與特點(diǎn)。1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)和通信鏈路所組成的幾何形狀，是網(wǎng)絡(luò)的抽象布局圖像。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)間的連接方式及結(jié)構(gòu)關(guān)系，給出網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)的全貌。拓?fù)湓O(shè)計(jì)對網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠性與通信費(fèi)用都有重大影響。常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有五種：總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（1）總線型（2）星型（3）樹型（4）環(huán)型（5）網(wǎng)狀型圖1-5-1

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡圖1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)采用一條公共總線作為傳輸介質(zhì)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)通過相應(yīng)的硬件接口入網(wǎng)，信號沿總線進(jìn)行廣播傳送。圖1-5-2總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)①布線容易。無論是連接幾個(gè)建筑物或是樓內(nèi)布線，都容易施工安裝。②增刪容易。如果需要增加或撤下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)，只需增加或拔掉一個(gè)硬件接口即可實(shí)現(xiàn)。需要增加長度時(shí)，可通過中繼器加上一個(gè)支段來延伸距離。③節(jié)約線纜。只需要一根公共總線，兩端的終結(jié)器就安裝在兩端的計(jì)算機(jī)接口上，線纜的用量最省。④可靠性高。網(wǎng)絡(luò)中任何結(jié)點(diǎn)的故障都不會(huì)造成全網(wǎng)故障，可靠性高?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①在任何兩個(gè)站點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)都要經(jīng)過總線，總線成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，當(dāng)計(jì)算機(jī)站點(diǎn)多時(shí)，容易產(chǎn)生信息堵塞，傳遞不暢。②總線傳輸距離有限，通信范圍受到限制。③當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，故障診斷困難，故障隔離更困難。表1-5-1總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)對點(diǎn)通信線路與中心節(jié)點(diǎn)連接。中心節(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信，任何兩節(jié)點(diǎn)之間的通信都要通過中心節(jié)點(diǎn)。中心節(jié)點(diǎn)有兩類：一類中心節(jié)點(diǎn)是一臺(tái)功能很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，它既是一臺(tái)處理信息的獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，又是信息轉(zhuǎn)接中心；另一類中心節(jié)點(diǎn)并不是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，而是一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接或交換設(shè)備，如交換機(jī)或集線器。圖1-5-3星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)①可靠性高。對于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來說，每臺(tái)計(jì)算機(jī)及其接口的故障不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)，也不會(huì)影響其他網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)發(fā)生全網(wǎng)的癱瘓。②故障檢測和隔離容易，網(wǎng)絡(luò)容易管理和維護(hù)。③可擴(kuò)性好，配置靈活。增、減、改一個(gè)站點(diǎn)容易實(shí)現(xiàn)，與其他節(jié)點(diǎn)沒有關(guān)系。④傳輸速率高。每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)占一條傳輸線路，消除了數(shù)據(jù)傳送堵塞現(xiàn)象。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可靠性依賴中心節(jié)點(diǎn)。表1-5-2

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以看成是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展，其實(shí)質(zhì)是星型結(jié)構(gòu)的層次堆疊。在樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰及同層節(jié)點(diǎn)之間一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量小。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于匯集信息的應(yīng)用要求。圖1-5-4樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①擴(kuò)展方便。可以方便地進(jìn)行層的擴(kuò)展，從而連接更多的節(jié)點(diǎn)。②分離容易。當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時(shí)，可以很容易地將其從樹型結(jié)構(gòu)中移除，而不影響其他部分的正常工作。對高層節(jié)點(diǎn)性能要求高，因?yàn)楦邔庸?jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，則對應(yīng)分支網(wǎng)絡(luò)將癱瘓，影響各部分之間的通信。表1-5-3

樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)對點(diǎn)通信線路接成閉合環(huán)路，環(huán)中數(shù)據(jù)將沿一個(gè)方向逐站傳送。圖1-5-5環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①適合光纖連接。環(huán)型是點(diǎn)到點(diǎn)連接，沿一個(gè)方向單向傳輸，非常適用于光纖作為傳輸介質(zhì)。②簡化路徑選擇控制，不易發(fā)生地址沖突。③各節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡。④初始安裝容易，線纜用量少。①結(jié)點(diǎn)故障會(huì)引起全網(wǎng)故障，可靠性差。②網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜，投資費(fèi)用高。表1-5-4

環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又稱無規(guī)則型。在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的，沒有規(guī)律。在通信時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)地選擇通信路徑。圖1-5-6網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)①具有較高的可靠性。②網(wǎng)內(nèi)結(jié)點(diǎn)共享資源容易。③可改善線路的信息流量分配①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難。②每個(gè)結(jié)點(diǎn)都與多點(diǎn)進(jìn)行連接，必須采用路由算法和流量控制方法。表1-5-5

網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2.按覆蓋區(qū)域分類由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和計(jì)算機(jī)之間互連距離不同，所采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸技術(shù)也不同，因而形成不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。一般可以分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）三類。表1-5-6

局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的范圍2.按覆蓋區(qū)域分類（1）局域網(wǎng)局域網(wǎng)是一種私有網(wǎng)絡(luò)，一般在一座建筑物內(nèi)，比如家庭、辦公室或工廠。局域網(wǎng)自身相對其他網(wǎng)絡(luò)傳輸速度更快，性能更穩(wěn)定，框架簡易，具有封閉性。局域網(wǎng)的作用范圍是幾百到幾千米，通常用于組建企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)。圖1-5-7局域網(wǎng)示意圖2.按覆蓋區(qū)域分類（2）城域網(wǎng)城域網(wǎng)一般來說是在一個(gè)城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)，覆蓋的地理范圍從幾十至幾百公里。在一個(gè)大型城市，一個(gè)MAN網(wǎng)絡(luò)通常連接著多個(gè)LAN網(wǎng)，如連接政府機(jī)構(gòu)的LAN、醫(yī)院的LAN、電信的LAN、公司企業(yè)的LAN等。圖1-5-8城域網(wǎng)示意圖2.按覆蓋區(qū)域分類（3）廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，是指在一個(gè)很大地理范圍（從數(shù)百公里到數(shù)千公里，甚至上萬公里）由許多局域網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)是將遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)和資源連接起來的任何系統(tǒng)，主要用在一個(gè)地區(qū)、行業(yè)甚至在全國范圍內(nèi)組網(wǎng),達(dá)到資源共享的目的。圖1-5-9廣域網(wǎng)示意圖2.按覆蓋區(qū)域分類圖1-5-10廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)及局域網(wǎng)的關(guān)系3.按通信介質(zhì)分類通信介質(zhì)就是指用于網(wǎng)絡(luò)連接的通信線路。目前常用的傳輸介質(zhì)有同軸電纜、雙絞線、光纖、衛(wèi)星、微波等有線或無線傳輸介質(zhì)，相應(yīng)地可將網(wǎng)絡(luò)分為同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)和無線網(wǎng)。4.按傳輸技術(shù)分類（1）廣播式網(wǎng)絡(luò)。廣播式通信網(wǎng)絡(luò)是指通過一條傳輸線路連接所有主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。在廣播式通信網(wǎng)絡(luò)中，任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號都可以被連接在電纜上的所有計(jì)算機(jī)接收。廣播式通信網(wǎng)絡(luò)主要用于局域網(wǎng)中。（2）點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。用點(diǎn)對點(diǎn)方式將各臺(tái)計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來的網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)對點(diǎn)通信方式通常用于城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中。5.按管理模式分類（1）集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)置專門的網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)。管理軟件和管理功能主要集中在網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)與被管理節(jié)點(diǎn)是主從關(guān)系。集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式特點(diǎn)如下：①便于集中管理。②管理信息集中匯總到管理節(jié)點(diǎn)上，信息流擁擠。③管理節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障會(huì)影響全網(wǎng)的工作。④管理設(shè)備需具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)功能和大量存儲(chǔ)空間，價(jià)格較為昂貴。圖1-5-11

集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式5.按管理模式分類（2）分布式網(wǎng)絡(luò)管理模式分布式網(wǎng)絡(luò)管理模式將地理上分布的網(wǎng)絡(luò)管理客戶機(jī)與一組網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器交互作用，共同完成網(wǎng)絡(luò)管理的功能。分布式網(wǎng)絡(luò)管理模式特點(diǎn)如下：①不會(huì)因一臺(tái)管理設(shè)備故障影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理，穩(wěn)定性更高。②網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間互相連接，信息可通過多條線路匯聚，傳輸速率更有保障。③不利于集中管理。圖1-5-12

分布式網(wǎng)絡(luò)管理模式5.按管理模式分類（3）分層式網(wǎng)絡(luò)管理模式分層式網(wǎng)絡(luò)管理模式是在集中式管理中的管理站和代理間增加一層或多層管理實(shí)體，即中層管理站，從而使管理體系層次化。分層式網(wǎng)絡(luò)管理模式特點(diǎn)如下：①不依賴于單一的系統(tǒng)。②網(wǎng)絡(luò)管理分散。③每一層的網(wǎng)絡(luò)管理只負(fù)責(zé)有限的網(wǎng)絡(luò)對象，大大減輕了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)擔(dān)。④多個(gè)系統(tǒng)來管理網(wǎng)絡(luò)，不再有管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)集中地點(diǎn)，可