3.5.1 数据通信网络分类
数据通信网络已遍布全国各地和各家各户，由功能各异、规模不同、属性不同的各类通信网络互联构成，主要有以下几种分类方式：
1.按通信地域分布分类
（1）局域网（LAN）。局域网的分布区域从几米到几公里，传输覆盖区从家庭、办公室、大厦到园区，是使用最广泛的数据通信网。局域网的典型特性为：高数据率（1Mbit/s～10Gbit/s）、短距离（0.1～25km）和低误码率（10-11～10-8）。
（2）城域网（MAN）。城域网的分布区域从几公里到几百公里，传输覆盖区以城市为主，城域网以高速率、大容量宽带方式实现城域内的各个局域网互联和用户宽带接入业务。
（3）广域网（WAN）。广域网的地理分布范围从几百公里到数千公里，把各个城域网互联起来，采用大容量长途传输技术。跨网交换信息的网络称为互联网。
（4）国际互联网（Internet）。国际互联网又称因特网。它是全球最大的、开放的、由众多国际网络互联而成的计算机互联网。Internet国际互联网提供了极为丰富的信息资源和应用服务。
（5）内部网（Intranet）。内部网又称内联网，是专门为政府机关或企业网内部服务的网络。采用防止外部侵入的安全措施与外界联接。
（6）外部网（Extranet）。外部网又称外联网，它是以企业的内部网为基础，企业通过计算机技术形成扩展的企业网络，使企业延伸到客户、供应商、合作伙伴，从一个有形的企业变成一个更大的相关企业虚拟网络，改变了现有的人际交往和组织部门间的通信方式。
2.根据网络拓扑结构分类
“拓扑”这个名词是从几何学中借用来的。网络拓扑结构是指网络互联各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。主要有星形拓扑结构、环形拓扑结构、总线型拓扑结构、树形拓扑结构、网际拓扑结构等。
（1）星形拓扑结构。星形拓扑结构是以中央节点为中心与其他各节点相连组成，各节点与中央节点通过点对点方式连接，中央节点执行集中式通信控制，如图3-18所示。在星形结构的拓扑网络中，任何两个站点进行通信都必须经过中央节点控制。在文件服务器/工作站局域网中，中央节点为文件服务器，存放共享资源。中心点与多台计算机相连，大多采用集线器Hub连接。Hub具有信号再生转发功能，通常有4个、8个、12个、16个和24个端口等规格。
图3-18 星形拓扑结构
星形拓扑结构的特点是：网络结构简单、便于管理、集中控制、组网容易、网络延迟时间短、误码率低；但网络共享能力较差，通信线路的利用率不高、中央节点的负担过重。网络中可同时连接双绞线、同轴电缆及光纤等多种传输媒体。
图3-19 典型的单环环形拓扑结构
（2）环形拓扑结构。环形拓扑结构中各节点通过环路接口连接在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环路上任何一个节点均可请求发送信息和接收信息。环形拓扑结构中的数据流既可单向传输（单环），如图3-19所示；也可以双向传输（双环）如图3-20所示。在双环环形拓扑结构中，数据信息流在一个环中按顺时针方向传输，在另一个环中按逆时针方向传输，任何一个环发生故障时，另一个可作为备份，如果两个环在同一点发生故障，则两个环可合成一个单环，但传输线长度几乎增加一倍。
由于环线是公用的，一个节点发出的数据信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中的目的地址与环上某个节点地址相符时，信息会被该节点的环路接口所接收，后面的信息继续流向下一个接口，直至回到发送该信息的环路接口节点为止。
图3-20 双环环形拓扑结构
a）双环网络正常时的数据传输图 b）双环网络断网时的数据传输图
环形网的特点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制。某个节点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高。当网络确定后，其延时也固定，实时性较强。但当环路节点过多时，影响传输效率，网络响应时间变长；此外，由于环路是封闭的，因此扩充不方便。
环形网是局域网常用的拓扑结构之一，适合于信息处理系统和工厂的自动化系统。1985年IBM公司推出的令牌环网（IBM Token Ring）是它的典范。它在FDDI（光纤分布式数据接口）中应用较广泛。
（3）总线型拓扑结构。用一条称为总线的中央主电缆将各计算机连接起来的布局称为总线型拓扑结构，如图3-21所示。
图3-21 总线型拓扑结构
在总线型拓扑结构中，所有网上的计算机都通过相应的硬件接口直接连到总线上。任何一个节点的数据信息都可沿着总线向两个方向传输扩散，并能被总线上任何一个节点接收。
总线的长度有一定限制，一条总线只能连接一定数量的节点。在总线的两个端头，必须连接终端负载（末端阻抗匹配器），终端负载的大小应与总线的特性阻抗相符合，这样可达到最大限度地吸收传送到总线终端被反射回来的信号能量，避免反射回波的干扰。
总线型拓扑结构的特点是：结构简单灵活，便于扩充，可靠性高，网络响应速度快，价格低，便于安装，共享资源能力强，因此是目前使用最广泛的拓扑结构。
（4）树形拓扑结构。树形结构是总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路。树形网是一种分层网络，具有一定的容错能力，一般来说，一个分支或一个节点的故障不会影响另一个分支节点的工作，任何一个节点发送出的数据信息可以传遍整个传输介质，如图3-22所示。
图3-22 树形拓扑结构
（5）网际拓扑结构。在实际组网中，拓扑结构不一定是单一的，通常是几种结构的混用。还可将多个子网或多个局域网连接起来构成网际拓扑结构。
在子网中，用集线器（Hub）、中继器将多个设备连接起来。多个子网可用网桥（Bridge）、路由器（Router）、交换机（Switch）和网关（Gateway）等设备将子网连接起来，如图3-23所示。
图3-23 用交换机连接网段