📖 1.4 计算机网络的定义和分类

🎯 课程摘要：本节课给出计算机网络的简明定义与较好定义并解析其内涵，随后从交换技术、使用者、传输介质、覆盖范围、拓扑结构五个角度对计算机网络进行分类，重点讲解 WAN/MAN/LAN/PAN 四种覆盖范围网络及总线型/星型/环形/网状型四种拓扑结构的特征与优缺点。

📝 详细笔记

1. 计算机网络的定义

最简定义：计算机网络是一些互联的、自治的计算机的集合。

三个关键词解析：

关键词	含义
互联	计算机之间可通过有线或无线方式进行数据通信
自治	独立的计算机，有自己的硬件和软件，可独立运行（非受控终端）
计算机的集合	至少需要两台以上的计算机

较好的定义：计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互联而成的，这些硬件并非专门用来实现某一特定目的（例如传送数据或视频信号），而是能够传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。
较好定义的两层含义：
1. 所连接硬件不限于一般计算机，还包括智能手机、网络传感器、智能家电等智能硬件；"可编程"意味着一定含有 CPU。
2. 计算机网络并非只用来传送数据，而是能基于数据传送实现各种应用，包括今后可能出现的应用。
⚠️ 重点/考点："自治"是定义核心，区分计算机网络与多终端分时系统；定义随技术发展阶段而演进。

2. 按交换方式分类

分为电路交换、报文交换、分组交换三种（上节课已详细介绍）。
⚠️ 重点/考点：与 1.3 节内容衔接，计算机网络主要采用分组交换。

3. 按使用者分类

类别	建造方	说明
公用网	电信公司出资建造的大型网络	公众按规定缴费即可使用
专用网	某部门为满足本单位特殊业务需要建造	如军队、铁路、电力、银行等专用网，不向本单位外提供服务

4. 按传输介质分类

类别	典型技术
有线网络	双绞线网络、光纤网络等
无线网络	无线局域网 Wi-Fi（目前应用普遍）等

5. 按覆盖范围分类（重点）

类别	英文缩写	覆盖范围	典型场景与说明
广域网	WAN	几十到几千千米，覆盖国家/地区甚至横跨几洲	因特网的核心部分，为核心路由器提供远距离高速连接，互联分布各地的城域网和局域网
城域网	MAN	跨越几个街区甚至整个城市	作为城市骨干网，互联大量机构、企业及校园局域网
局域网	LAN	约 1 千米，如一个宿舍、一栋楼或一个校园	微型计算机/工作站经 10 Mb/s 以上高速链路相连；多互联局域网称校园网/企业网
个域网	PAN	约 10 米，个人工作区域	用 Wi-Fi 或蓝牙等无线技术连接笔记本、键盘、鼠标、耳机、打印机等，常称无线个域网（WPAN）

⚠️ 重点/考点：
- 务必记住 WAN 与 LAN 这两个英文缩写。
- 家用路由器背面常标记多个 LAN 接口和一个 WAN 接口（而非中文"局域网/广域网"接口）。
- WAN 是因特网核心，LAN 是边缘；覆盖范围由大到小：WAN > MAN > LAN > PAN。

6. 按拓扑结构分类

拓扑类型	结构描述	优点	缺点
总线型	单根传输线把计算机连接起来	建网容易，增减节点方便，节省线路	重负载时通信效率不高；总线任意一处故障则全网瘫痪
星型	每台计算机以单独线路与中央设备相连（早期为计算机，后为集线器，现为交换机/路由器）	便于集中控制和管理	成本高；中央设备对故障敏感
环形	所有计算机的网络接口连接成一个环，信号单向传输；可为单环或双环	—	典型例子是令牌环局域网
网状型	每个节点至少有两条路径与其他节点相连，多用于广域网	可靠性高	控制复杂，线路成本高

⚠️ 重点/考点：
- 四种基本拓扑可互联为更复杂的网络。
- 星型网络的中央设备演进：计算机 → 集线器（Hub）→ 交换机/路由器。
- 网状型因可靠性高，常用于广域网（与 WAN 对应记忆）。

💡 核心总结

计算机网络最简定义 = 互联的、自治的计算机的集合；较好定义强调通用可编程硬件与广泛应用支持。
五种分类角度：交换方式、使用者、传输介质、覆盖范围、拓扑结构。
按覆盖范围：WAN（广域网，因特网核心）> MAN（城域网）> LAN（局域网，用户边缘）> PAN（个域网，10 米）。
按拓扑：总线型（省线但重负载低效）、星型（集中管理但依赖中央设备）、环形（令牌环）、网状型（可靠性高但成本高，用于广域网）。

❓ 课后思考 / 经典考题

给出计算机网络的简明定义，并解释"互联""自治""集合"三个关键词的含义。
简述计算机网络较好定义的两层含义。
按覆盖范围分类，计算机网络可分为哪几类？比较 WAN、MAN、LAN、PAN 的覆盖范围与典型应用。
画出总线型、星型、环形、网状型四种网络拓扑结构，并分别说明其优缺点。
为什么家用路由器背面标记的是 LAN 和 WAN 而非中文？二者分别连接什么？
哪种拓扑结构常用于广域网？为什么？