網絡按照其所覆蓋的地區范圍分為以下四類(簡要介紹):
1.局域網
2.城域網
3.廣域網
4.互聯網
一.局域網
當一個單位需要將位於某個范圍有限,行政可控的區域內的大量聯網設備通過一種高速的方式相互連接起來,就需要通過組建一個局域網讓這些設備實現相互通信(范圍有限可以是一所高校,一個餐廳,一個家庭等)
局域網具有以下特點
1.范圍有限
2.行政可控
3.速率高
4.安全性高
局域網有以下兩種分類標准:
①傳輸介質(例如以太網)
②連接方式:在實際應用中,我們會根據需要結合使用多種連接方式
分類標准 | 常見類型舉例 |
---|---|
傳輸介質 | 以太網,令牌網,異步傳輸模式網,光線分布式數據接口網 |
連接方式 | 總線型,環型,星型,樹形,全網狀型 |
接下來重點看一下連接方式不同的局域網
1.局域網----全網狀型
優點:容錯性強
缺點:擴展性差(不利於增刪節點),難以擴容,建設成本高,鄰接關系復雜,路徑控制難度高
連接圖如下:
我們可以看到上圖,當有新的客戶端加入時,每一個客戶端都要和他創建連接,如果有很多台客戶端,當加入新的客戶端無疑是很麻煩,耗費時間的一個過程了
2.局域網----總線型
優點:結構簡單,資源共享能力強,節點增刪方便
缺點:容錯性差(主要針對總線),有單點故障隱患,電氣信號干擾較大(數據沖突),不利於故障隔離
總線型連接:
如上圖,一旦總線上某一點出現故障,整個局域網就無法正常工作;而且采用總線型連接的設備想要發送數據,只能與網絡中所有的參與方共同競爭這條共享資源線路
3.局域網----環狀
優點:結構簡單,建設成本低
缺點:容錯性差,擴展性差,不利於故障隔離,所有客戶都需要參與轉發行為
環狀示意圖:
如果采用這樣的方式連接,局域網中兩台並不直接相連的設備之間想要實現通信,必須依賴其他設備進行轉發。舉個例子:就像坐在自己左邊的同學如果不斷和坐在自己右邊的同學傳小條,自己聽講也會受到影響。
4.局域網----星型
優點:①網絡的可擴展性得到增強(因為每增加一台新的設備只需要新增加一條新的連接)
②不占用其他終端資源轉發數據(用專用設備連接其他聯網設備,也可以避免環狀拓撲中由終端設備為其他終端轉發數據所帶來的資源消耗和安全問題)
③終端無需競爭鏈路資源
④單點故障問題得到緩解
缺點:容錯性差,中心節點負荷重,鏈路利用率低
示意圖:
5.局域網----樹型
優點:擴展性強,層次分明,樹形結構是實際企業環境中最常用的拓撲類型
缺點:結構復雜,容錯性差(主要針對次級節點)
示意圖:
當然,無論是哪一種連接方式,這個網絡都是由部署它的單位來進行管理和控制的。
交換機連接的局域網(交換機沒有進行數據封裝分用)
交換機和路由器連接的局域網(路由器會進行分用和封裝)
二.城域網
規模:介於局域網和廣域網之間
技術:基於光纖。使用以太網標准
城域網的概念是根據網絡的規模划分出來的,而跨越幾千米到幾十千米的網絡既有可能屬於某一家機構,也有可能需要通過公共網絡服務提供商來提供接入,因此在管理運營層面,城域網既有可能是一個私有網絡,也有可能是一個公共網絡,
三.廣域網
又稱外網或者公網,用於連接不同地區的局域網或城域網
如圖所示:
在這種由於網絡跨度過大,而無法通過部署局域網來連接通信設備的情況下,通過廣域網建立兩個站點之間的連接就會成為更加現實的選擇。
局域網和廣域網之間的差別
1.傳輸距離
局域網 | 廣域網 |
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通常一般不遠於幾公里的距離 | 長距離傳輸 |
2.傳輸速度
局域網 | 廣域網 |
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快 | 慢 |
3.管理方
局域網 | 廣域網 |
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部署局域網的企業 | 提供廣域網的運營商 |
4.底層技術
局域網 | 廣域網 |
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以太網 | 異步傳輸模式網 |
5.連接方式
局域網 | 廣域網 |
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雙絞線,光纖,無線 | 光纖,同軸電纜 |
四.互聯網
互聯網不是一個單一的網絡,也沒有特定的技術范疇,它是大量異構網絡的集合。這個龐大的網絡不隸屬於任何機構或者個人。任何組織和個人都可以使用各種不同的方式,通過各類不同的基礎設施連接到這個網絡中,通過這個網絡,接受同樣連接到這個網絡中的其他組織個人所提供的各類網絡服務,或者為其他組織個人提供不同的網絡服務。
計算機網絡互連
1.網絡互連的必要性
①網絡互連是局域網發展的必然趨勢
②各種通信類型的網絡需要長期共存
③網絡的整體性能需要改善
④大量的異構網需要互聯
2.網絡互連的中繼方式
①物理層中繼系統(即中繼器),通常用於同種網絡的物理層上,對所接受的信號進行再生和放大,以便擴大網絡的作用范圍
②數據鏈路層中繼器(即網橋或橋接器,交換機),通常用於在數據鏈路層對幀信息進行存儲轉發
③網絡層中繼器(即路由器),通常用於在網絡層存儲轉發分組數據
④最高層中繼系統(即網關或Gateway),這是最復雜的一種,通常用於在網絡層以上的各層進行雙向或單向的協議轉換,故網關又稱為協議轉換器
3.網絡互連的基本方式
①通過中繼系統實現網絡互連
由於主機和節點是組成網絡的基本部分,因此這類互連主要有兩種方式:節點級連接(又稱分布式計算環境互連);主機級連接(又稱數據終端設備DIE互連)
②通過互聯網進行網絡互連
當互連網絡的數目較多時,通常的做法是:先用網關構成一個互聯網,並為其制定一個大家都遵守的數據格式(協議),再把各個網絡連接到網關上,這樣就形成了互連網絡。這種方式在數據從源到目的地時進行了兩次協議轉換:源網絡協議->互連網協議 ; 互聯網協議->目的網絡協議
4.網絡互連的常用設備
①中繼器
用來擴展單段網絡的長度 作用:對信號進行再生和放大
②路由器
這是實現異構型網絡互連的重要設備,它可以將眾多不同的網絡連接成一個大型網絡。其功能包括:路由選擇,包的存儲與轉發,網絡分段,流量控制和網絡管理等
③網關
也是異構型網絡互連的設備。主要功能是進行協議轉換和數據重新分組。通常用於網絡層,傳輸層和應用層
④集線器
⑤交換機
計算機網絡互連—中繼器
中繼器又稱轉發器,工作在物理層,由於連接以太制式的總線式網絡,中繼器實現網絡在物理層上的連接,起到擴展網絡連接距離的作用
中繼器分為直接放大式和信號再生式兩種
①直接放大式只是一個簡單的放大器,噪音也將一同傳遞到下一段網段
②信號再生式同時具有信號再生功能,其可對信號進行整形后傳到下一網段
計算機網絡互連—網橋
網橋是用於連接兩個同構的相互獨立的網絡,主要用於進行信息的過濾與轉發
計算機網絡互連—交換機
交換機是將各端口之間進行邏輯上的直聯,由此不僅各端口可以同時進行傳輸,而且可以將網絡划分為多個子段以提高廣播效率
交換機可以分為二層交換和三層交換,其中二層交換作用在鏈路層,起到廣播轉移的作用,如以太網交換機,而第三層交換則作用在網絡層,支持IP交換
第三層交換是路由器的另一種實現模式,用於完成路由控制功能。其與傳統的路由器的主要差別一是表現在硬件實現上,二是與交換機合為一體,使得在交換的同時進行路由選擇
計算機網絡互連—路由器
路由器是在多個網絡及介質之間對IP協議提供網絡互連能力,其與網關的主要差別在於路由器具有路由功能