计算机网络的分类
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概述
计算机网络可以从不同角度进行分类。
根据教材内容,主要包括以下四种分类维度:
- 按照组成元素分类;
- 按照网络拓扑结构分类;
- 按照使用方式分类;
- 按照服务范围和服务内容分类。
计算机网络 ├─ 按组成元素 │ ├─ 网络节点 │ │ ├─ 端节点 │ │ └─ 转发节点 │ └─ 通信链路 ├─ 按拓扑结构 │ ├─ 广域网常见拓扑 │ └─ 局域网常见拓扑 ├─ 按使用方式 │ ├─ 校园网 │ └─ 企业网 ├─ 按服务范围 │ ├─ 公用网 │ └─ 专用网 └─ 按提供的服务 ├─ 通信网 └─ 信息网
1. 按组成元素分类
计算机网络的组成元素可以分为两大类:
- 网络节点;
- 通信链路。
1.1 网络节点
网络节点是计算机网络中负责产生、接收、处理或转发信息的设备。
按照节点在通信过程中的作用,可以进一步分为:
- 端节点;
- 转发节点。
1.1.1 端节点
端节点是信息传输过程中的信源节点或信宿节点。
- 信源:产生和发送信息的一方;
- 信宿:接收和使用信息的一方。
典型的端节点包括:
- 用户主机;
- 用户终端;
- 服务器;
- 移动终端;
- 网络打印机;
- 物联网终端。
理解要点:端节点位于通信过程的两端,负责产生数据或者最终接收数据。
1.1.2 转发节点
转发节点是在网络通信过程中负责控制和转发信息的节点。
教材列举的转发节点包括:
- 交换机;
- 集线器;
- 接口信息处理机等。
在现代网络中,常见的转发设备还包括:
- 路由器;
- 三层交换机;
- 无线接入点;
- 网关设备。
理解要点:转发节点通常不是数据通信的最终目的地,而是负责将数据送往下一段链路或者下一跳节点。
1.1.3 端节点与转发节点的区别
| 对比项 | 端节点 | 转发节点 |
|---|---|---|
| 主要作用 | 产生或接收信息 | 控制和转发信息 |
| 通信角色 | 信源或信宿 | 中间转发设备 |
| 是否为通信终点 | 通常是 | 通常不是 |
| 典型设备 | 主机、服务器、用户终端 | 交换机、路由器、网关 |
| 关注重点 | 应用和数据处理 | 寻址、交换、路由和转发 |
1.2 通信链路
通信链路是传输信息的信道,负责连接不同网络节点。
常见的通信链路包括:
- 电话线;
- 同轴电缆;
- 无线电线路;
- 卫星线路;
- 微波中继线路;
- 光纤线缆。
按照传输介质的性质,可以将通信链路概括为有线链路和无线链路。
| 类型 | 常见介质 |
|---|---|
| 有线通信链路 | 电话线、双绞线、同轴电缆、光纤 |
| 无线通信链路 | 无线电、微波中继、卫星线路 |
2. 按网络拓扑结构分类
通信子网中,转发节点的互连方式称为子网的拓扑结构。
拓扑结构反映网络节点和通信链路之间的连接关系。
2.1 广域网常见拓扑
广域网覆盖范围较大,连接关系通常受到地理位置、线路成本和通信需求等因素的影响。
常见拓扑包括:
- 树形拓扑;
- 不规则形拓扑。
树形拓扑
树形拓扑具有明显的层次结构,通常由核心节点向下连接多个分支节点。
其特点包括:
- 层次关系清晰;
- 便于分级管理;
- 容易扩展分支;
- 上级节点故障可能影响多个下级节点。
不规则形拓扑
不规则形拓扑没有固定的几何连接形式,节点之间根据实际需求建立连接。
其特点包括:
- 能够适应复杂的地域和业务需求;
- 链路选择比较灵活;
- 网络规划和路由控制相对复杂;
- 常见于实际广域网络和互联网。
2.2 局域网常见拓扑
局域网通常覆盖有限的地理范围,因此更适合采用规则的拓扑结构。
常见拓扑包括:
- 星形拓扑;
- 环形拓扑;
- 总线形拓扑。
| 拓扑类型 | 结构特点 | 主要优点 | 主要问题 |
|---|---|---|---|
| 星形 | 所有节点连接到中心设备 | 易于管理和扩展,单条支路故障影响较小 | 中心设备可能成为单点故障 |
| 环形 | 节点首尾相连形成环路 | 传输路径明确 | 某些环形结构中单点故障可能影响整个网络 |
| 总线形 | 所有节点共享一条主干线路 | 结构简单、布线成本较低 | 主干故障影响范围大,扩展和故障定位困难 |
| 树形 | 节点按照层次形成分支 | 层次清晰、便于扩展 | 高层节点故障影响范围较大 |
| 不规则形 | 按实际需求连接 | 灵活、适应复杂环境 | 规划、管理和路由控制复杂 |
考试要点:广域网常见树形和不规则形拓扑;局域网常见星形、环形和总线形拓扑。
3. 按使用方式分类
按照使用方式,可以把计算机网络分为:
- 校园网;
- 企业网。
3.1 校园网
校园网(Campus Network)主要用于学校内部教学、科研和管理信息的交换与共享。
典型应用包括:
- 教学资源共享;
- 科研数据交换;
- 教务管理;
- 图书馆信息服务;
- 校园统一认证;
- 校园互联网接入。
3.2 企业网
企业网(Enterprise Network)主要用于企业管理、生产经营和办公自动化。
典型应用包括:
- 企业办公系统;
- 生产管理系统;
- 财务和人力资源系统;
- 企业内部通信;
- 业务数据共享;
- 分支机构互连。
3.3 校园网与企业网的区别
| 对比项 | 校园网 | 企业网 |
|---|---|---|
| 主要用户 | 教师、学生、科研人员和管理人员 | 企业员工、管理人员和业务系统 |
| 主要用途 | 教学、科研和校园管理 | 企业管理、生产经营和办公自动化 |
| 典型业务 | 教务、图书馆、科研平台 | ERP、OA、生产管理、财务系统 |
| 共同点 | 都可以采用Internet技术构建,并由内联网和外联网组成 | 都需要资源共享、安全管理和互联网接入 |
4. 内联网与外联网
校园网或企业网可以由以下两部分组成:
- 内联网;
- 外联网。
4.1 内联网
内联网(Intranet)是采用Internet技术建立的校园内部网络或企业内部网络。
常用技术包括:
- TCP/IP协议;
- B/S结构;
- Web应用;
- 统一身份认证;
- 防火墙和访问控制。
内联网通过防火墙等安全设备限制与外部网络之间的信息交换,以保护内部信息安全。
内联网的特点
- 服务对象主要是组织内部用户;
- 使用TCP/IP等Internet技术;
- 通常部署组织内部业务系统;
- 通过安全边界控制外部访问;
- 不等同于完全与Internet隔离。
易错点:内联网不是“无法访问Internet的网络”,而是面向组织内部、使用Internet技术构建并受到安全边界保护的网络。
4.2 外联网
外联网(Extranet)是校园网或企业网向特定外部用户开放的受控网络区域。
外部用户通过Internet上的安全通道与内部网络进行通信。
常见的外部用户包括:
- 合作伙伴;
- 供应商;
- 分支机构;
- 客户;
- 远程办公人员。
常见的安全接入技术包括:
- VPN;
- HTTPS;
- 身份认证;
- 访问控制;
- 加密通信。
外联网的特点
- 是校园网或企业网功能的受控延伸;
- 只向特定外部对象开放;
- 通常通过Internet建立安全通道;
- 需要进行身份认证和权限控制;
- 不能理解为整个公共互联网。
4.3 内联网与外联网的区别
| 对比项 | 内联网 | 外联网 |
|---|---|---|
| 英文名称 | Intranet | Extranet |
| 服务对象 | 组织内部用户 | 特定外部用户及内部用户 |
| 网络范围 | 校园或企业内部 | 内部网络向外部的受控延伸 |
| 访问方式 | 主要通过内部网络访问 | 通常通过Internet安全通道访问 |
| 安全重点 | 保护内部信息和业务系统 | 认证外部用户并限制访问范围 |
| 典型应用 | OA、内部知识库、教务系统 | 供应商平台、客户门户、远程办公 |
5. 按网络服务范围分类
按照网络服务的范围,可以把计算机网络分为:
- 公用网;
- 专用网。
5.1 公用网
公用网通常由通信公司建设和经营,面向社会提供有偿的通信和信息服务。
公用网的主要特点包括:
- 面向社会公众或大量用户;
- 由通信运营机构建设和维护;
- 通常按照带宽、流量或使用时间收费;
- 具有较大的网络覆盖范围;
- 为其他网络提供基础通信能力。
5.2 专用网
专用网是面向特定组织或特定用户群体使用的网络。
教材指出,专用网一般可以建立在公用网络基础之上,以虚拟网络的形式实现。
专用网主要用于:
- 限定范围内的用户通信;
- 对特定通信设备进行管理;
- 传输组织内部业务数据;
- 满足特定的安全和服务质量要求。
典型专用网包括:
- 政务专网;
- 企业专网;
- 金融专网;
- 电力调度网络;
- 基于运营商网络构建的VPN。
5.3 公用网与专用网的区别
| 对比项 | 公用网 | 专用网 |
|---|---|---|
| 服务对象 | 社会公众或大量用户 | 特定组织或用户群体 |
| 建设主体 | 通信公司或网络运营机构 | 政府、企业、学校等特定组织 |
| 使用范围 | 开放范围较大 | 使用范围受到限制 |
| 服务方式 | 通常提供有偿通信和信息服务 | 主要服务于组织内部业务 |
| 网络实现 | 运营商公共通信基础设施 | 可以自建,也可以基于公用网建立虚拟网络 |
| 安全控制 | 提供通用安全能力 | 可以实施更严格的访问和管理策略 |
易错点:专用网不一定全部使用组织自建线路,也可以在公用网上通过VPN等技术构建逻辑隔离的虚拟专用网络。
6. 按提供的服务分类
按照提供的服务,可以把计算机网络分为:
- 通信网;
- 信息网。
6.1 通信网
通信网主要提供远程联网和网络互连服务。
校园网、企业网等局域网络可以通过远程通信线路互连,并最终接入Internet。
通信网提供的主要服务包括:
- 网络接入;
- 远程联网;
- 数据传输;
- 不同网络之间的互连;
- 通信线路和网络带宽服务。
提供互联网接入和互连服务的供应商称为 ISP。
ISP
ISP是Internet Service Provider的缩写,中文通常称为互联网服务提供商。
ISP主要解决的问题是:
用户或组织“如何连接到Internet”。
6.2 信息网
信息网主要提供互联网信息和内容服务。
典型服务包括:
- Web信息浏览;
- 文件下载;
- 电子邮件传送;
- 新闻资讯;
- 网络应用和数字内容。
提供网络信息服务的供应商称为 ICP。
ICP
ICP是Internet Content Provider的缩写,中文通常称为互联网内容提供商。
ICP主要解决的问题是:
用户连接Internet后“能够获得什么信息和服务”。
6.3 通信网与信息网的区别
| 对比项 | 通信网 | 信息网 |
|---|---|---|
| 主要任务 | 提供网络连接和数据传输 | 提供信息、内容和应用服务 |
| 服务重点 | 接入、线路、带宽和互连 | Web、文件、邮件和数字内容 |
| 服务提供者 | ISP | ICP |
| 英文全称 | Internet Service Provider | Internet Content Provider |
| 简单理解 | 负责“修路和接入” | 负责“提供内容和服务” |
记忆方法:ISP负责“把用户接入网络”,ICP负责“向用户提供内容”。
7. 分类方法汇总
| 分类依据 | 主要类别 | 判断重点 |
|---|---|---|
| 组成元素 | 网络节点、通信链路 | 是设备节点还是传输信道 |
| 节点作用 | 端节点、转发节点 | 是产生/接收数据,还是控制/转发数据 |
| 拓扑结构 | 星形、环形、总线形、树形、不规则形 | 节点和链路如何连接 |
| 使用方式 | 校园网、企业网 | 网络服务于学校还是企业 |
| 组织边界 | 内联网、外联网 | 服务内部用户还是特定外部用户 |
| 服务范围 | 公用网、专用网 | 面向社会还是限定用户 |
| 提供的服务 | 通信网、信息网 | 提供网络连接还是提供信息内容 |
8. 关键概念关系
校园网 / 企业网 ├─ 内联网(Intranet) │ ├─ 面向内部用户 │ ├─ 使用TCP/IP和B/S结构 │ └─ 通过防火墙保护内部信息 └─ 外联网(Extranet) ├─ 面向特定外部用户 ├─ 是内部网络的受控延伸 └─ 通过Internet安全通道通信
Internet服务 ├─ 通信服务 │ ├─ 网络接入 │ ├─ 远程联网 │ └─ ISP提供 └─ 信息服务 ├─ Web浏览 ├─ 文件下载 ├─ 电子邮件 └─ ICP提供
9. 易错点辨析
9.1 端节点与转发节点
- 主机既可以发送数据,也可以接收数据,因此属于端节点;
- 交换机和路由器主要负责中间转发,因此属于转发节点;
- 判断依据是设备在网络通信中承担的角色,而不是设备的体积或性能。
9.2 内联网与Internet
- 内联网使用Internet技术,但服务对象主要是内部用户;
- Internet是全球范围内大量网络互连形成的公共互联网;
- 内联网可以通过安全边界连接Internet。
9.3 外联网与公用网
- 外联网是组织内部网络向特定外部用户的受控延伸;
- 公用网是面向社会提供通信和信息服务的网络;
- 外联网可以通过公用Internet建立,但两者不是同一概念。
9.4 专用网与自建网络
- 专用网可以使用自建线路;
- 专用网也可以建立在公用网上;
- 判断专用网的关键是用户范围和管理权限受到限制。
9.5 ISP与ICP
- ISP提供接入和互连服务;
- ICP提供信息和内容服务;
- 网络运营商通常属于ISP;
- 门户网站和内容平台通常属于ICP。
10. 复习要点
- 计算机网络由网络节点和通信链路组成;
- 网络节点分为端节点和转发节点;
- 端节点是信源或信宿,转发节点负责控制和转发信息;
- 通信链路是传输信息的信道;
- 广域网常见树形和不规则形拓扑;
- 局域网常见星形、环形和总线形拓扑;
- 按照使用方式可分为校园网和企业网;
- 校园网或企业网可以包括内联网和外联网;
- 内联网面向内部用户,外联网向特定外部用户受控开放;
- 按照服务范围可分为公用网和专用网;
- 专用网可以建立在公用网之上;
- 按照提供的服务可分为通信网和信息网;
- ISP主要提供网络接入和互连服务;
- ICP主要提供互联网信息和内容服务。
一句话总结:计算机网络可以从节点与链路、拓扑结构、使用方式、服务范围和服务内容等角度分类,不同分类方法分别回答“网络由什么组成、怎样连接、为谁使用以及提供什么服务”等问题。
相关条目
参考资料
- 《网络规划设计师教程(第3版)》第1章“计算机网络基础”,第1.1.3节“计算机网络的分类”。
计算机网络 网络分类 网络节点 通信链路 网络拓扑 校园网 企业网 内联网 外联网 公用网 专用网 ISP ICP 软考 网络规划设计师