3.1.3 计算机网络的分类
计算机网络是将单独的计算机使用各种通信方式连接起来，以实现相互通信和共享软硬件资源的系统。根据采用的通信介质、通信距离、通信方式、拓扑结构等方面的不同，通常可以将计算机网络分为不同的类型。
1.按通信介质分
常见的通信介质可以分为两大类：有线介质和无线介质。有线介质一般有粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、电话线和光纤等，如图3-2所示。无线介质有微波、激光等。相对应的，计算机网络也可以分为有线网络和无线网络。有线网络可分为双绞线网和光纤网等，而微波网则属于无线网络。
图3-2 双绞线、同轴电缆、光纤
（a）多模光纤；（b）单模光纤
2.按通信距离分
当前计算机网络的通信距离发展到可以覆盖整个地球。一般将计算机网络根据通信距离划分为局域网（Local Area Network，LAN）、城域网（Metropolitan Area Network，MAN）和广域网（Wide Area Network，WAN）。局域网一般在一个办公楼之内，通信距离不超过几百米，城域网的通信距离一般在几十千米之内，覆盖一个城市，广域网的覆盖范围可以从几百千米到几万千米，Internet就是一个能覆盖整个地球的广域网络。
3.按拓扑结构分
拓扑学是几何学的一个分支，拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。
在计算机网络中，抛开网络中的具体设备，把服务器、工作站等网络单元抽象为“点”，网络中的电缆等传输介质抽象为“线”，这样从拓扑学的观点看，计算机网络系统就形成了由点和线组成的几何图形，从而抽象出网络系统的具体结构。故计算机网络的拓扑可以分为以下几种：
（1）星形拓扑
星形拓扑由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成，如图3-3所示。中央节点执行集中式通信控制策略，因此中央节点较复杂，而各个站点的通信处理负担都小。采用星形拓扑的交换方式有电路交换和报文交换，尤以电路交换更为普遍。
图3-3 星形拓扑结构
星形拓扑结构的优点：控制简单，容易做到故障诊断和隔离，便于服务，易于网络扩展。
星形拓扑结构的缺点：电缆长度较长，安装工作量较大，过分依赖中心节点，使中央节点的负担加重，形成瓶颈。中央节点一旦产生故障，则全网受影响，因而对中央节点可靠性和冗余度要求很高，对各站点的分布处理能力要求较低。
（2）总线型拓扑
总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，所有的站点（包括工作站、共享设备和文件服务器）都通过硬件接口直接连到这一公共传输介质上，即总线。各工作站地位平等，无中心节点控制。任何一个站点发送的信号都沿着传输介质传播，而且能被其他站点接收。总线型拓扑结构的总线大都采用同轴电缆。总线型拓扑结构如图3-4所示。
图3-4 总线型拓扑结构
总线型拓扑结构的优点：隔离性比较好，一个站点出现故障，断开连线即可，不会影响其他站点工作。总线结构所需要的电缆数量少，价格低廉，且安装容易。总线结构简单，连接方便，易实现，易维护；无源工作，有较高可靠性；易于扩充，增加或减少用户比较方便。
总线型拓扑结构的缺点：系统范围受到限制，故障诊断较困难。
（3）环形拓扑
环形拓扑结构网络由若干中继器和电缆，通过点到点的链路首尾相连组成一个闭合环，如图3-5所示。每个站对环的使用权平等，都以同样的速度沿着一个方向在各节点间串行传输数据。既能接收从一条链路传来的数据，又能以同样的速度把该数据传送到另一端链路上。这种链路可以是单向的，也可以是双向的。(https://www.daowen.com)
图3-5 环形拓扑结构
环形拓扑结构的优点：电缆长度短，增加或减少工作站时，仅需要简单地连接，单方向传输，适用于光纤，传输速度高，抗故障性能好。
环形拓扑结构的缺点：环路上的一个站点出现故障，该站点的中继器不能进行转发，相当于环在故障节点处断掉，会造成整个网络瘫痪。检测故障困难，这与总线型拓扑相似，因为不是集中控制，故障检测需在网上各个节点进行，因此非常困难。环形拓扑结构的介质访问控制协议采用令牌传递的方式。在负载很小时，其等待时间相对来说就比较长。
（4）树形拓扑
树形拓扑从总线型拓扑演变而来，其形状像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可再带子分支，如图3-6所示。树形拓扑是一种分层结构，适用于分级管理控制系统。这种拓扑的站点发送信息时，根节点接收该信号，然后再广播发送到全网。树形拓扑的优缺点大多和总线型的优缺点相同，但也有一些特殊之处。
图3-6 树形拓扑结构
计算机网络的实现，为用户构造分布式的网络计算机环境提供了基础。它的功能主要有以下几个方面：
1.通信功能
不同地点的计算机可通过网络进行对话，相互传送数据、程序和信息。从长远的观点看，利用网络来增强人际沟通可能比其他的技术更重要。
2.资源共享
其目的是让网络上的用户，无论处在什么地方，也无论资源的物理地址在哪里，都能使用网络中的程序、设备，尤其是数据，用户使用千里之外的数据就像使用本地数据一样。网络的目的是试图解除“地理位置的束缚”。
树形拓扑结构的优点：组网灵活，易于扩展，故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障，很容易将故障分支和整个系统隔离开来。
树形拓扑结构的缺点：各个节点对根节点的依赖性太大，如果根节点发生故障，全网就不能正常工作。从这一点来看，树形拓扑结构的可靠性与星形拓扑结构相似，结构较星形拓扑复杂。
4.按通信方式分
按通信方式，可以将计算机网络分为广播式网络和点对点式网络。
（1）广播式网络
各个计算机之间通过广播的方式进行通信，计算机A要和计算机B通信时，计算机A将要发送的信息通过广播的方式发送出去，发送出去的信息中，将计算机B的地址作为接收方地址，网络中所有的计算机都会收到这个信息，但只有计算机B会做出回应。其他的计算机将会放弃这条信息。
（2）点对点式网络
被传送的信息从信源机出发，被通信路径中的中继节点转发，最后传送到信宿机。在整个传送过程中，信息只在参与通信的计算机和中继节点之间传输，网络中其他的计算机将不会接收到被传送的信息。