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计算机网络应用基础教案-1.3计算机网络的组成与分类

1.3计算机网络的组成与分类
教学内容：计算机网络的组成与分类。
教学目的：了解计算机网络的组成与分类。
教学重难点：计算机网络的组成与分类及特点。
教学课时：2课时
教学过程：
一、计算机网络的组成。
计算机网络的组成：资源子网和通信子网。
资源子网：计算机、外部设备、软件、数据
负责数据处理和管理，以实现资源共享。
通信子网：传输线路，转接部件
提供用户入口和实现数据传送。
二、分类。
1、按规模和距离分类
按网络所覆盖的地理范围的不同，计算机网络可分为局域网
（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。
1、局域网（LocalAreaNetwork，LAN）
局域网是将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起
的通信网络。局域网覆盖的地理范围比较小，一般在几十米到几千米
之间。它常用于组建一个办公室、一栋楼、一个楼群、一个校园或一
个企业的计算机网络。局域网主要用于实现短距离的资源共享。
局域网的特点是分布距离近、传输速率高、数据传输可靠等。
2、城域网（WideAreaNetwork，WAN）
城域网是一种大型的LAN，它的覆盖范围介于局域网和广域网之
间，一般为几千米至几万米，城域网的覆盖范围在一个城市内，它将
位于一个城市之内不同地点的多个计算机局域网连接起来实现资源共
享。城域网所使用的通信设备和网络设备的功能要求比局域网高，以
便有效地覆盖整个城市的地理范围。一般在一个大型城市中，城域网
可以将多个学校、企事业单位、公司和医院的局域网连接起来共享资
源。
3、广域网（WideAreaNetwork，WAN）
广域网是在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图像信息传
输的计算机网络。由于远距离数据传输的带宽有限，因此广域网的数
据传输速率比局域网要慢得多。广域网可以覆盖一个城市、一个国家
甚至于全球。因特网（Internet）是广域网的一种，但它不是一种具
体独立性的网络，它将同类或不同类的物理网络（局域网、广域网与
城域网）互联，并通过高层协议实现不同类网络间的通信。
2、按拓扑结构分类
按拓扑结构分为：总线型网、星型网、环型网、树型网、网状网
（1）总线型拓扑结构
总线型拓扑结构是指：网络上的所有计算机都通过一条电缆相互
连接起来。
总线上的通信：在总线上，任何一台计算机在发送信息时，其他
计算机必须等待。而且计算机发送的信息会沿着总线向两端扩散，
从而使网络中所有计算机都会收到这个信息，但是否接收，还取决于
信息的目标地址是否与网络主机地址相一致，若一致，则接受；若不
一致，则不接收。
信号反射和终结器：在总线型网络中，信号会沿着网线发送到整
个网络。当信号到达线缆的端点时，将产生反射信号，这种发射信号
会与后续信号发送冲突，从而使通信中断。为了防止通信中断，必须
在线缆的两端安装终结器，以吸收端点信号，防止信号反弹。
特点：其中不需要插入任何其他的连接设备。网络中任何一台计
算机发送的信号都沿一条共同的总线传播，而且能被其他所有计算机
接收。有时又称这种网络结构为点对点拓朴结构。
优点：连接简单、易于安装、成本费用低
缺点：①传送数据的速度缓慢：共享一条电缆，只能有其中一台
计算机发送信息，其他接收。
②维护困难：因为网络一旦出现断点，整个网络将瘫痪，而且故
障点很难查找。
（2）星型拓扑结构：
每个节点都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。中心节点
控制全网的通信，任何两台计算机之间的通信都要通过中心节点来转
接。因些中心节点是网络的瓶颈，这种拓朴结构又称为集中控制式网
络结构，这种拓扑结构是目前使用最普遍的拓扑结构，处于中心的网
络设备跨越式集线器（Hub）也可以是交换机。
优点：结构简单、便于维护和管理，因为当中某台计算机或头条
线缆出现问题时，不会影响其他计算机的正常通信，维护比较容易。
缺点：通信线路专用，电缆成本高；中心结点是全网络的可靠瓶
颈，中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。
（3）环型拓扑结构：
环型拓扑结构是以一个共享的环型信道连接所有设备，称为令牌
环。在环型拓扑中，信号会沿着环型信道按一个方向传播，并通过每
台计算机。而且，每台计算机会对信号进行放大后，传给下一台计算
机。同时，在网络中有一种特殊的信号称为令牌。令牌按顺时针方向
传输。当某台计算机要发送信息时，必须先捕获令牌，再发送信息。
发送信息后在释放令牌。
环型结构有两种类型，即单环结构和双环结构。令牌环（Token
Ring）是单环结构的典型代表，光纤分布式数据接口（FDDI）是双环
结构的典型代表。
环型结构的显著特点是每个节点用户都与两个相邻节点用户相连。
优点：电缆长度短：环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网
络相似，但比星型拓扑结构要短得多。