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现在我们把注意力从计算机网络应用转移到与网络设计有关的技术问题上来。关于计算机网络的分类，目前还没有一种被普遍接受的分类方法和标准，原因是计算机网络非常复杂，人们可以从各个角度来对计算机网络进行分类。比如，人们可以按照网络所使用的传输介质，将网络分为有线网和无线网；也可以按照网络所使用的拓扑结构，将网络分为总线型网、环形网、星形网以及树形网等类型；还可以按照网络的传输速度，将网络分为高速网、中速网和低速网等类型。其中，计算机所覆盖的物理范围影响到网络所采用的传输技术、组网方式以及管理和运营方式。因此，人们把计算机网络所覆盖的物理范围作为网络分类的一个重要标准。
按网络覆盖的物理范围的大小，我们将计算机网络分为个域网、局域网、城域网、广域网和互联网，如表1-2所示。
表1-2 计算机网络的分类
个域网（Personal Area Network，PAN）的通信范围通常在10m左右。由于通信范围有限，因此个域网通常取代导线用于设备之间的连接。
蓝牙（bluetooth）是目前流行的 个域网 技术，它运行于2.4GHz～2.485GHz的免许可波段，其链路的典型带宽是1～3Mbit/s。通过蓝牙，人们可以将耳机、扫描仪、打印机以及其他设备连接到计算机上，如图1-6所示。
图1-6 蓝牙
蓝牙技术是当时5大科技公司——爱立信（Ericsson）、诺基亚（Nokia）、东芝（Toshiba）、国际商用机器公司（IBM）和英特尔（Intel），于1998年5月联合宣布的一种无线通信新技术。蓝牙设备是蓝牙技术应用的主要载体，常见的蓝牙设备有计算机、手机等。蓝牙设备的连接必须在一定范围内进行配对，这种配对搜索被称为短程临时网络模式，也被称为皮可网（piconet），可以容纳最多8台设备。蓝牙设备连接成功后，主设备只有一台，从设备可以有多台。
蓝牙技术规定，每对设备之间进行蓝牙通信时，必须有一个设备为主角色，另一个设备为从角色，才能进行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，成功建立连接后，双方即可收发数据。理论上，一个蓝牙主设备可同时与7个蓝牙从设备进行通信。一个具备蓝牙通信功能的设备，可以在两个角色之间切换，平时工作在从模式，等待其他主设备来连接，必要时转换为主模式，向其他设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址、配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。
蓝牙技术具备射频特性，采用了TDMA结构与网络多层次结构，在技术上应用了跳频技术、无线技术等，具有传输效率高、安全性高等优势，所以被各行各业所应用。由于蓝牙具有低功耗、低代价和比较灵活等特点，越来越多的设备开始使用蓝牙技术。
还有一套无线网技术可以用于构建 个域网 ，这就是ZigBee技术，ZigBee已经被IEEE标准化，编号为802.15.4。ZigBee技术适合于低带宽应用，可用于组建无线传感器网络。
局域网（Local Area Network，LAN）是指物理距离为几百米到十几千米的办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。局域网被广泛应用于连接校园、工厂以及机关内的计算机，以便人们可以共享资源和交换信息。局域网一般情况下由某个单位单独拥有、使用和维护。局域网的数据传输速率通常比较高，数据延迟比较小，大约为毫秒数量级。
传统局域网一般将所有的计算机都连接在同一传输介质上，这种线路配置方式称为点到多点链路（point-to-multiple point link），也称为广播式链路（broadcast link）或多路访问链路（multiple-access link）。由于采用共享介质，因此在局域网中，必须引入介质访问控制协议来解决站点对介质的争用问题，这是局域网所特有的性质。
最典型的局域网就是以太网。目前大部分以太网都采用交换机将主机连接起来，如图1-7a所示。
在以太网中，任何时刻只允许一台计算机发送数据，当有两台或多台计算机想同时发送数据时，需要采用带冲突检测的载波监听多路访问协议来进行控制。现在以太网在数据传输速率上已经从10Mbit/s发展到100Mbit/s的快速以太网、1Gbit/s的千兆以太网、10Gbit/s的万兆以太网、40Gbit/s和100Gbit/s的以太网。下一代以太网的数据传输速率将是400Gbit/s。传输介质从基带同轴电缆、双绞线到光纤。拓扑结构也从总线型拓扑到采用集线器或交换机进行组网的星形拓扑，最后是点-点光纤专线。以太网在性能、可靠性以及组网方式方面都取得了长足的进步。
图1-7 两种不同类型的局域网
另外一种典型的局域网是 无线局域网 （ Wireless Local Area Network，WLAN ），也称为Wi-Fi网络，如图1-7b所示。无线局域网已经被IEEE标准化，标准编号是802.11。802.11b是第一个成功实现商业化的无线局域网技术，它运行于2.4GHz频段，并能提供11Mbit/s的数据传输速率。802.11g（运行于2.4GHz频段）及802.11a（运行于5GHz频段）将数据传输速率提高到54Mbit/s。目前常见的“双频”Wi-Fi无线网卡可以同时支持802.11a、802.11b、802.11g中的两种。广泛使用的IEEE 802.11ac的数据传输速率已达到3.5Gbit/s，新的IEEE802.11ad的数据传输速率已达到7Gbit/s。
Wi-Fi联盟是专门负责Wi-Fi认证及兼容性测试的机构，可对新产品与802.11系列标准是否兼容进行测试和认证。
城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是在一个城市范围内建立的计算机网络。城域网主要用作城市骨干网，通过它将位于同一城市内不同地点的局域网或各种主机和服务器连接起来。MAN不仅用于传输数据，还可用于传输话音、图像以及视频等信息。
城域网既不同于局域网，又不同于广域网。城域网与局域网的区别首先是网络覆盖范围不同，局域网的覆盖范围一般为几百米到十几千米，而城域网的覆盖范围一般为十几千米到几十千米。其次是城域网与局域网的归属和管理不同，局域网一般为某个单位所有，属于专用网，而城域网是面向公众开放的，属于公用网。最后是城域网与局域网的业务不同，局域网主要用于单位内部的数据通信，而城域网可用于单位之间的数据、话音、图像以及视频通信等。
当因特网开始吸引大量用户时，有线电视网络运营商也意识到要提供因特网服务，将原来只传送电视节目的单一模式演变成一个MAN，如图1-8所示。
图1-8 基于有线电视网的MAN
城域网与广域网（1.3.4小节将介绍）都属于公用网，都支持数据、话音、图像以及视频通信业务，而且都需要提供电信级服务水平。城域网与广域网的唯一不同是覆盖范围，广域网的覆盖范围一般可达几百千米甚至几千千米。
正因如此，目前大部分城域网的组网技术就是直接采用广域网技术。随着以太网速度和服务质量的不断提高，可以将以太网用于城域网组网，这就是城域以太网。
广域网（Wide Area Network，WAN）是指覆盖范围广阔（通常可以覆盖一个省甚至一个国家）的网络，有时也称为远程网。广域网具有如下特点。
· 主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换。
· 覆盖范围广，通信距离远，需要考虑的因素增多，如传输线路的带宽、成本和冗余等。
· 一般由电信公司负责组建、管理和维护，并向全社会提供有偿通信服务。
按照ARPANET的定义，广域网由主机和通信子网组成。主机（host）用于运行用户程序，通信子网（communication subnet）用于将用户主机连接起来，如图1-9所示。
图1-9 广域网的拓扑结构
通信子网一般由交换机和传输线路组成。传输线路用于连接交换机，而交换机负责在不同的传输线路之间转发数据。在ARPANET中，交换机被称为接口信息处理机（Interface Message Processor，IMP）。在图1-9中，每台主机都至少连着一台IMP，所有进出该主机的报文，都必须经过与该主机相连的IMP。典型的广域网有公用电话交换网（PSTN）、公用分组交换网X.25、同步光纤网（SONET/SDH）、帧中继网以及ATM网。
在广域网中，一个重要的问题是应如何设计通信子网的拓扑结构，图1-10展示了几种可能的拓扑结构。
图1-10 广域网中通信子网的拓扑结构
目前世界上有许多计算机网络，我们把由计算机网络相互连接构成的计算机网络集合称为互联网（internet）。图1-11给出了3个网络，这3个网络用3台路由器互联从而构成一个互联网。
图1-11 互联网
需要注意的是，图1-11中用云形图来表示任何类型的网络，如各种广域网和局域网，也可以是一条点到点链路。互联网最常见的形式是通过广域网将多个局域网连接起来，比如国防科大校园网和清华大学校园网通过电信或网通的广域网互联起来，构成互联网，中国教育和科研计算机网（CERNET）就是这样构建起来的。
按照惯例，本书将一般意义上的互联网用以小写i开头的internet表示，中文称为互联网，将当前人们正在使用的国际互联网用大写I开头的Internet表示，中文称为因特网，即国际互联网。因特网是世界上最大的计算机网络。