计算机网络的定义、功能和分类
出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第866页（3348字）
1．计算机网络的定义
关于计算机网络的定义，目前存在着不同的观点。主要有三种。
(1)广义的观点
把计算机网络定义为“计算机技术和通信技术相结合实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统”。按此观点，50年代出现的“终端－计算机网”(面向终端的计算机网)和60年代后期出现的“计算机－计算机网”以及目前正在发展的分布式计算机网(后两种又称为计算机通信网)均属于计算机通信网络。因此，广义的计算机网与计算机通信网含义相同。
面向终端的计算机网络结构如图4．1．1－1所示。图4．1．1－1(a)是一台计算机(主机)经通信线路与若干终端直接相连，或多个终端共享一条通信线路与一台计算机相连。这种连接大量终端的联机系统有两个显着缺点：其一是主机系统负荷较重，它既承担数据处理工作，又承担通信工作；其二是通信线路利用率低，尤其是终端距主机较远时更加明显。为了克服上述缺点，可在主机之前设置一个前置处理机(又称通信处理机)专门负责与终端的通信工作，这样就使主机系统能集中较多的时间进行数据处理工作；在终端较集中的地区设置线路集中器(通常用小型机承担)，并用低速线路把附近终端的信息先汇集到集中器上，然后再用高速通信线路把集中器与主机系统相连，把汇总的信息送主机系统。集中器不仅具有汇集终端信息的功能，而且还具有通信处理和压缩信息的功能。其结构如图4．1．1－1(b)所示。
图4．1．1－1 面向终端的计算机网络
图4．1．1－2所示为用通信线路将分散在不同地区的计算机系统互相连接的计算机－计算机网络。
图4．1．1－2 计算机－计算机网络
在这种网络中，一般不把本计算中心的业务委托其它计算机中心去处理。
(2)资源共享的观点
把计算机网络定义为“以能够相互共享资源(硬件、软件和数据等)的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统之集合”。这一定义是在ARPA网络投入运行后，1970年由美国信息处理学会提出来的。它与前一定义的主要区别是“资源共享”。
资源共享网络的主要标志是ARPA网。图4．1．1－3所示为ARPA网最初的结构。主机(HOST)和主机之间由接口信息处理机IMP(通信处理机)连接，各地用户终端均与本地主机相连。由于主机和网络隔离，计算机与通信问题分开，不同厂家不同型号的计算机易于连网。1972年，ARPA网中又增设了终端接口处理机TIP，如图4．1．1－3虚线所示，它既有IMP的功能，又能直接与终端相连。这样，有的终端就可以不必经过主机，只要与本地TIP相连即可。
图4．1．1－3 ARPA网最初的结构
ARPA网的主要特点是：①资源共享；②分散控制；③分组交换；④采用单独的通信控制处理机；⑤网络协议分层化。这些特点往往也被认为是计算机网的一般特征。因此，ARPA网的成功在原理、结构和设计方面都为后继的计算机网奠定了基础。
(3)对用户透明的观点
把计算机网络定义为“存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，由它来调用完成用户任务所需的资源，而整个网络象一个大的计算机系统一样对用户是透明的”。如果只具备共享资源而不具备这种透明性，则认为这种网络是计算机通信网而不是计算机网络。这对计算机网络的功能提出了更高的要求。完全符合这一定义的计算机网络目前还处于研究阶段。
由于计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，在研究和设计时，随着重点和选择对象不同而采用不同的术语，例如：在着重用户如何共享使用网络资源时，采用“资源共享”或“用户透明”的计算机网络术语，在着重计算机之间的数据传输时，采用“计算机通信网”的术语。
2．计算机网络的功能
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合而产生的一个新领域，也是计算机广泛应用的必然趋势。归纳起来计算机网络有如下功能：
(1)实现资源共享(包括共享网内硬件、软件、数据库等资源)。
(2)对数据信息进行快速传输和集中、综合处理，使地理位置上分散的信息能进行分极管理和集中管理。
(3)均衡负载·协调工作。当各个计算中心忙闲不均时，可通过网络协调负载，协调资源利用。
(4)提高系统的可靠性。网中各计算机可以互为后备。当某种计算机系统出现故障时，可由别的计算机系统代为处理。还可在网中设置一定的备用设备，作为全网公用后备资源，保证网络不因局部故障导致系统瘫痪。
(5)能够进行分布处理。
(6)方便用户，易于扩充。
(7)节省软、硬件设备开销。
(8)能利用网络的通信能力提供各种形式的通信服务。
3．计算机网络的分类
计算机网络可以按不同角度来分类，分类方法大致有如下几种：
(1)按拓朴结构分类
①点对点传输结构：星形、树形、回路(LOOP)形、网络形。
②广播式传输结构：总线形、环(Ring)形、任意形(又分卫星网、地面无线网)。
(2)按信息交换方式分类：电路交换、报文交换、分组交换、混合交换。
混合交换是在一个网中同时采用电路交换和分组交换．网络采用动态时分复用技术，将一部分带宽分配给电路交换用，而另一部分带宽分配给分组交换用。两种交换所占的带宽比例是动态可调的，以便使这两种交换都能得到最好的利用。
(3)按网络通信特性分类：资源共享网、分布式计算机网、远程通信网。
(4)按通信制式分类：单工通信、半双工通信、双工通信。
(5)按线路连接方式分类：点对点连接、分支连接、环形连接、集线式连接。
(6)按同步方式分类：异步方式、同步方式。
(7)按网络作用范围分类：运程网或广域网WAN(Wide Area Network)、城域网MAN(Metropolitan Area Network)、局域网(又分高速局域网HSLN(High-Speed Local Network)、局域网lAN(Local Area Network))、计算机化小交换机网CBX(Computerized Branch Exchange)。