深入探讨计算机网络:分类与定义解析

计算机网络定义

计算机网络的最简单定义:一些互相连接的(计算机之间通过有线或无线的方式进行数据通信),自治的(有自己的硬件和软件,可以单独运行使用)计算机的集合(至少两台以上)

计算机网络的较好定义:计算机网络主要是由一些通用的,可编程的硬件互连而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同数据类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。

计算机网络分类

按交换技术分类

电路交换

电话交换机接通电话线的方式称为电路交换 其效率极低 步骤: 建立连接(分配通信资源) 通话(一直占用通信资源) 释放连接(归还通信资源) 优点: 通信时延小,有序传输,没有冲突,适用范围广,实时性强,控制简单 缺点: 建立连接长,线路独占,使用效率低,灵活性差,难以规格化

报文交换

优点: 无需建立连接,动态分配线路,提高线路可靠性,提高线路利用率,提供多目标服务 缺点: 引发转发时延,需要较大存储缓存空间,需要传输额外的信息量

分组交换

发送方负责构造分组,发送分组 路由器负责缓存分组,转发分组 接收方负责接收分组,还原报文 优点: 无需建立连接,线路利用率高,简化了存储管理,加速传输,减少出错概率和重发数据量 缺点: 引发转发时延,需要传输额外的信息量,对于数据报服务,存在失序,丢失或重复分组的问题,对于虚电路服务,存在呼叫建立,数据传输和虚电路三个过程。

按使用者分类

公用网

公用网是指对大众开放使用的网络,例如互联网(Internet)。 特点:

开放给大众使用,例如全球互联网(Internet)。 允许广泛的用户访问和信息交换。 基于公共基础设施和服务提供商。 应用场景:

网络上的各种信息服务,如电子邮件、网页浏览、社交媒体等。 全球范围内的商业交易和在线服务。

专用网

专用网是指为特定组织或个人使用的网络,例如企业内部的局域网(LAN)或虚拟专用网络(VPN)。 特点:

专为特定组织或个人定制,通常具有更高的安全性和控制。 可能使用私有的通信协议或加密技术。 可以是局域网(LAN)、虚拟专用网络(VPN)等。 应用场景:

企业内部通信和资源共享,如内部网站、数据库访问等。 政府机构、学术机构等内部信息管理和交流。

按传输介质分类

有线网络

使用物理电缆传输数据的网络,例如以太网(Ethernet)。 特点:

使用物理电缆(如双绞线、光纤等)传输数据。 提供稳定的连接和高速传输。 适用于需要高带宽和低延迟的应用。 应用场景:

企业和家庭网络连接,如以太网局域网。 数据中心内部的高性能计算和存储网络。

无线网络

使用无线电波或红外线等无线传输介质传输数据的网络,例如Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)。 特点:

使用无线电波、红外线或其他无线传输技术传输数据。 提供移动性和灵活性,适合移动设备和无线接入。 覆盖范围广,可覆盖室内和室外环境。 应用场景:

Wi-Fi网络用于家庭、企业和公共场所。 蓝牙用于个人设备之间的数据传输和连接。

按覆盖范围分类

广域网WAN

跨越大范围地理区域的网络,例如跨越国家或地区的网络。 特点:

跨越大地理区域,通常由多个局域网或城域网连接组成。 使用公共或私有通信设施,如电话线路、光纤、卫星等。 提供远程访问和分布式应用支持。 应用场景:

跨国或跨地区的企业网络连接。 互联网服务提供商(ISP)的基础设施。

城域网MAN

覆盖城市范围的网络,例如连接城市内各个地点的网络。 特点:

覆盖城市范围内的网络,连接多个局域网。 提供高速和可靠的数据传输。 通常由城市政府、大型企业或教育机构管理和运营。 应用场景:

城市内的政府部门和机构间的数据共享和通信。 大学校园内的各个学院和研究中心的互联互通。

局域网LAN

覆盖较小范围,例如公司、学校或办公室等内部网络。 特点:

覆盖较小范围,如单个建筑物、校园或办公室。 使用高速以太网技术或无线局域网(Wi-Fi)。 提供快速和高效的本地资源共享和通信。 应用场景:

公司内部的办公网络,包括桌面计算机、服务器和打印机等设备的连接。 学校或大学校园内的学术和行政网络。

个域网PAN

个人范围的网络,通常是连接个人设备的网络,例如连接个人电脑、智能手机和其他设备的蓝牙网络。 特点:

个人范围的网络,通常用于连接个人设备和周边设备。 采用低功耗和短距离的通信技术,如蓝牙。 应用场景:

个人电脑、智能手机、平板电脑和其他便携式设备之间的数据传输和连接。 嵌入式系统和传感器网络的短距离通信。

按拓扑结构分类

总线型网络

使用单一的主干电缆连接所有设备的网络结构。 特点:

所有设备连接到单一的主干电缆,形成线性的结构。 数据在主干电缆上广播或共享。 应用场景:

较小的局域网或个域网拓扑结构。 简单和经济的网络连接布局。

星型网络

以中心节点(如交换机或路由器)为核心,所有设备通过点对点连接到中心节点的网络结构。 特点:

所有设备通过中心节点(如交换机或路由器)直接连接。 中心节点负责管理和控制数据流量。 应用场景:

大多数企业和家庭网络使用的常见拓扑结构。 提供集中式管理和高可靠性。

环形网络

所有设备按环形连接的网络结构,数据沿着环路传输。 特点:

设备沿环形连接,每个设备连接到两个相邻设备,最后一个设备连接到第一个设备形成闭环。 应用场景:

较小的局域网或个域网,如少数设备之间的连接。 数据在环路上循环传输,每个设备按顺序接收和发送数据。

网状型网络

所有设备通过多条路径直接连接到其他设备的网络结构,适用于大规模网络或需要高度冗余的环境。 特点:

多个设备之间有多条直接连接路径,形成复杂的结构。 提供高度冗余和容错能力,适用于大规模网络。 应用场景:

大型企业、数据中心或互联网服务提供商使用的复杂网络结构。 确保数据传输的可靠性和高效性。