1.3 计算机网络案例

计算机网络按照覆盖范围分为局域网、城域网、广域网和接入网。四种计算机网络分别用于不同的地方，发挥着不同的作用。在日常生活中能够见到最多的就是局域网。

1.3.1 局域网案例

人类的活动范围是有限的，这些范围包括房间、大楼、社区、校园、企业等。这些空间多则几千米，少则几百米，在有限的空间内搭建的计算机网络都属于局域网，比如校园网、家庭网络、社区网络、企业网络都是局域网。因此，人们每天都在和局域网打交道。而可以凭借个人力量搭建的计算机网络，大多数也都是局域网。

1．家庭网络

家庭网络是由各个房间里的计算机组成的网络。如图1.14所示，书房里由一台家用无线路由器接入因特网，使得客厅里的笔记本能够利用无线网卡与路由器相连，并上网。书房里的电脑（PC1）连接在无线路由上，客房与主卧室的电脑（PC2, PC3）则通过连接墙内的双绞线连接到路由器。这四台电脑看似毫无关系，实则运行在同一个局域网内，简化图如图1.15所示。

2．公司网络

公司网络也属于局域网，因为公司的财务部、会议室、技术部等部门往往都在同一个楼层里，相隔距离满足局域网的作用范围。图1.16所示展示了一个有着完善部门的公司内部网络。公司通过一个路由器（免疫网关）接入因特网，所有部门的电脑都通过相应的设备与该路由器连接，所有与因特网的通信都要经过该路由器，因此这个路由器是一个典型的网关，可在网关上加上数据过滤、安全防范等模块。信息中心的作用就是利用该网关，对整个网络系统进行管理和监控。

3．校园网

校园网是一种较为复杂的局域网，如图1.17所示。其复杂性体现在：多媒体教室、机房、备课、教研室、图书馆等每一个模块都是一个独立的局域网，并且这些局域网配有自己的服务器，结构和功能完全不同。将这些局域网连接在一起实现互联互通，这就需要百兆或千兆的交换机和路由器的支持，因此图1.17中大部分链路都是百兆或千兆的。无论校园网有多少先进的设备，采用了多少先进的技术，该网络都集中在教学楼当中，完全符合局域网的作用范围。

1.3.2 城域网案例

城域网是一种举全城之力建构的覆盖全城或横跨几个城市的计算机网络。这种计算机网络属于市政公用建设范畴，是公用网，一般被称为城市信息公用网或宽带综合信息网。

1．某城市的信息公用网

图1.18所示展示了某城市的城域网。该网络连接了该城市所有的市政机构、企业单位、新城老城、医院学校，形成了一个覆盖全城的计算机网络。城域网的核心部分主要是大功率的路由器、交换机等组成的骨干网，该骨干网传输速率快、传输容量大，非常适合长距离传输，满足接入骨干网的速率要求。在骨干网的外围，某个局域网可通过提供给它的路由接入骨干网，变成城域网的一部分。如白马集团的内部局域网可通过图中标注“白马集团”的路由器接入城域网，校园网也可找到相应的专用路由器来接入该城域网。

2．邮政网

邮政网是一个典型的跨城市的城域网，如图1.19所示。每一个城市都有自己的邮政系统，该邮政系统主要用于邮寄、储蓄、电汇、托运等业务，这就需要一个完整的计算机通信网络的支持。每一个城市的邮政网络是独立的，但各城市间的邮寄、电汇等业务注定了各城市的邮政网必须互联互通，因此邮政网是一个横跨多个城市，连接多个邮政营业点，拥有综合数据处理能力的城域网。

1.3.3 广域网案例

广域网是一种由国家或大型的电信公司出资建设，覆盖全国的计算机网络。国家负责建设的是广域网的主干网，主干网将各个省级市级的城域网连接起来，形成一个覆盖全国的广域网。

1．华东（北）地区主干网

图1.20所示的CERNET 广域网中文全称中国教育和科研计算机网络。它是一个由国家投资建设、教育部负责管理、清华大学等高等教育机构承担建设与运行的全国学术性计算机网络。CERNET的网络中心设在清华大学校园内，主要用于管理CERNET主干网。地区网络中心和地区主节点设在36个城市的38所大学，分布于全国除台湾省外的所有省、市、自治区，负责地区网络运行管理和规划建设，如图1.20中的主干网外围的路由节点连接的是该地区的一所著名大学。

CERNET 主干网都是由高速链路组成、距离可以是几千千米的光缆线路，也可以是几万千米的点对点卫星链路。CERNET 主干网总带宽已达10G（万兆），联网主机120万台，用户超过2000万人，并且有28条国际和地区性信道，与美国、加拿大、英国、德国、日本和中国香港联网，是一个名副其实的广域网。

2．海关网

我国的海关系统是一个国家的进出境监督管理系统，分布在全国的各个地方，由海关总署垂直管理。海关系统在组织机构上分为三个层次：第一层次是海关总署；第二层次是广东分署、天津、上海2个特派员办事处、41个直属海关和2所海关学校；第三层次是各直属海关下辖的562个隶属海关机构。此外，海关系统还在布鲁塞尔、莫斯科、华盛顿以及香港等地设有派驻机构。将所有机构的电脑全部联网，可形成一个典型的广域网。图1.21展示了通过广域网（WAN）连接起来的各地海关机构的示意图。

1.3.4 接入网案例

接入网是近年来为满足用户高速上网需求而产生的一种网络技术。所谓接入网，是指骨干网络（或主干网或城域网）到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几千米，因而被形象地称为“最后一公里”。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。

1．宽带接入技术

图1.22所示是电话线接入技术。速度百兆乃至千兆的因特网由路由器接入，经过防火墙、拨号接入服务器等功能性设备的检查和过滤，通过本地电话网提供给用户使用。电话网线路是在计算机网络出现以前政府投入巨资建设的用于电话通信的通信网络，传输模拟信号。计算机将其数字信号转换成模拟信号就可在电话线上传输。

利用成熟和完善的电话线路可大大减少计算机网络的布线费用，但数字信号与模拟信号的转换，以及模拟信号的传输等技术严重影响了传输的速率和容量，产生传输瓶颈。一般电信、网通等运营商提供给用户的带宽有1M、2M、10M 等，这与百兆或千兆的因特网带宽形成鲜明对比。接入网的接入方式有电话线接入（如ADSL技术）、光纤接入（如FTTH 光纤到家）、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入（如HFC 技术）、无线接入和以太网接入等几种方式。