计算机网络5大分类详解：从体域网到广域网，网络工程师必看指南-IT爱包干™

为了研究复杂的计算机网络系统,首先要了解计算机网络的分类以及各类网络的主要技术特征。

爱包干™在实际企业网络运维中，也不止需要熟练应用局域网技术，很多客户在各城市都有分公司，以及部分企业做出口贸易，需要海外专线。

计算机网络按照覆盖的地理范围划分,计算机网络可以分为5类:

• 广域网(Wide Area Network,WAN)。

• 城域网(Metropolitan Area Network,MAN)。

• 局域网(Local Area Network,LAN)。

• 个城网(Personal Area Network,PAN)。

• 体域网(Body Area Network,BAN)。

    在计算机网络的发展过程中,最早出现的是广域网,其次是局域网,早期的城域网技术是涵盖在局域网中的,最后出现的是个域网和体域网。随着网络技术的广泛应用,广域网城域网、局域网、个域网与体域网按照不同的应用定位快速发展,并形成了各自的技术特点随着网络互联技术的发展,局域网、城域网,个域网与体域网都能够通过广域网互联,组成不同规模和结构的互联网络。

一、为什么广域网相比局域网更早出现？

很多人直觉上会认为技术应该从“小”到“大”发展，但计算机网络恰恰相反。

核心原因在于：早期的计算机极其昂贵和稀有，计算资源是集中式的，网络的首要任务是让分布在不同地点的“终端”能够访问这些集中的、遥远的计算资源。

早期计算机是“主机”：20世纪50-60年代，计算机是庞然大物，价格动辄数百万美元，只有少数大型机构（如大学、政府、军事基地、大公司）才拥有。这些计算机被称为“主机”或“大型机”。

资源访问需求：科研人员、工程师和工作人员分布在不同的建筑甚至不同的城市，他们需要一种方式来使用这台唯一的主机。这就产生了对远距离通信的需求。

终端网络：最初的“网络”形式是终端-主机结构。用户在本地使用一个非常简单的设备（终端，只有键盘和显示器，没有处理能力），通过电话线或专线连接到远方的主机。所有计算都在主机上完成，终端只负责输入和显示。这种连接地理上分散的终端用户到中心主机的系统，本质上就是一个广域网。

典型的早期广域网例子：

• SAGE（1950年代）：北美防空系统，连接了遍布北美各地的雷达站到指挥中心。

• SABRE（1960年代）：美国航空的订票系统，连接了全美2000多个终端到中心计算机。

• ARPANET（1969年）：互联网的前身，其目标就是连接分布在美国不同地区的四个研究中心的计算机（节点在UCLA，斯坦福研究院，UCSB和犹他大学）。这从诞生起就是一个典型的广域网。

计算机网络的发展路径是 “由大到小” 的。首先解决的是“访问”问题：如何让地理上分散的用户连接到为数不多的、强大的中心资源。这催生了广域网。

然后解决的是“互联”问题：当计算机（特别是个人电脑PC）变得便宜和普及时，每个办公室、每个部门都有了多台计算机。这时，如何让这些近在咫尺的机器高效地共享资源和数据，就变得非常迫切。这催生了局域网技术的快速发展和标准化。

二、5类网络介绍。

1. 广域网 (Wide Area Network, WAN)

地理范围： 覆盖范围最广，可以跨越城市、国家甚至大洲。例如，连接北京和纽约办公室的网络，或者互联网本身，就是一个巨大的广域网。

主要技术特征：

• 传输介质： 不依赖于本地线路，通常使用运营商提供的专用数据线路，如光纤、卫星链路、微波链路，或者通过传统的电话网络（PSTN）使用调制解调器。

• 交换技术： 主要采用分组交换技术（如IP），数据被分成包，通过网络节点（如路由器）逐跳传输。

• 速度和延迟： 相对于LAN，传输速率较低（虽然骨干网速率极高，但用户端通常受限于成本），延迟较高，因为信号需要传输很长的距离并经过多个路由器。

• 所有权和管理： 通常由电信运营商（如中国电信、中国联通）或大型企业建设和管理，个人或小型企业向其租用服务。

• 拓扑结构： 结构复杂，通常是不规则的网状拓扑，具有很高的冗余路径以确保可靠性。

典型应用：

• 连接分布在全球各地的分支机构。

• 互联网访问。

• 跨地域的数据中心之间的数据同步和备份。

• 电子邮件、远程视频会议等。

2. 城域网 (Metropolitan Area Network, MAN)

地理范围： 覆盖一个城市或大都会区域，范围通常在几十公里以内。可以看作是LAN的延伸和WAN的简化。

主要技术特征：

• 传输介质： 主要使用光纤（如DWDM技术），提供高带宽。无线MAN技术（如早期的WiMAX）也曾被应用。

• 技术标准： 早期有FDDI和DQDB等标准，现在主要基于以太网技术（如10G/40G/100G以太网）和SDH/SONET构建。

• 速度和延迟： 提供比WAN更高的数据传输速率和更低的延迟，是城市范围内的“信息高速公路”。

• 所有权和管理： 通常由互联网服务提供商、有线电视公司或市政府所有和管理。

典型应用：

• “城市Wi-Fi”覆盖。

• 连接一个城市内不同区域的校园网或企业LAN（如连接大学的主校区和分校区）。

• 为家庭和企业提供高速宽带接入（如光纤到户）。

• 有线电视网络（Cable TV）的数据传输。 

3. 局域网 (Local Area Network, LAN)

地理范围： 覆盖范围有限，通常是一个建筑物、一个办公室、一个家庭或一个校园。

主要技术特征：

• 传输介质： 早期使用同轴电缆，现在主流使用双绞线（如Cat 5e/6/6a网线）和光纤。无线局域网（WLAN/Wi-Fi）极其普及。

• 技术标准： 以太网 是有线LAN的绝对主导技术。Wi-Fi 是无线LAN的标准。

• 速度和延迟： 提供极高的数据传输速率（从早期的10Mbps到现在的万兆乃至更高速率）和极低的延迟。

• 所有权和管理： 由单个组织（如公司、学校、家庭用户）完全拥有、管理和维护。

• 拓扑结构： 常见结构是星型拓扑，所有设备连接到一个或多个中心交换机。

典型应用：

• 办公室内计算机共享文件和打印机。

• 企业内部的业务系统（如ERP、OA）。

• 家庭中的多台设备共享互联网连接和NAS（网络附加存储）。

• 校园网内的教学和科研资源共享。

4. 个域网 (Personal Area Network, PAN)

地理范围： 围绕个人工作空间的极小型网络，通常覆盖几米到十米的范围，即“臂展”可及之处。

主要技术特征：

• 传输介质： 以无线技术为主，但也包括有线。

无线技术：

• 蓝牙： 最主流的PAN技术，用于连接耳机、键盘、鼠标、手机等。

• ZigBee： 低功耗，用于智能家居传感器等。

• 红外： 旧技术，基本被蓝牙取代。

• 有线技术： USB实际上也可以被视为一种PAN，用于连接电脑和外围设备。

• 目标： 实现设备间的无缝通信和数据同步，强调低功耗和易用性。

典型应用：

• 无线耳机连接手机听音乐。

• 智能手机与智能手表/手环同步数据。

• 无线键盘和鼠标连接电脑或平板。

• 手机通过蓝牙向打印机发送打印任务。 

5. 体域网 (Body Area Network, BAN)

地理范围： 一种特殊的PAN，范围更小，仅限于人体表面、体内以及人体周围（通常不超过2米）。

主要技术特征：

• 传输介质： 以无线技术为主，但也包括植入设备与体外设备之间的通信。

无线技术：

• 医疗专用频段： 如WMTS（无线医疗遥测服务）。

• 低功耗蓝牙 和 ZigBee 的特定应用。

• 可穿戴通信 标准，如IEEE 802.15.6，该标准专为BAN设计，考虑了人体对无线电波的吸收效应，要求极低的功耗和很高的可靠性。

• 设备类型： 包括可穿戴传感器（如心率监测带、智能衣物）和植入式传感器（如心脏起搏器、血糖监测仪）。

• 核心要求： 极低的功耗（很多设备需要长期工作）、极高的可靠性和安全性（涉及生命健康数据）、抗干扰能力强。

典型应用：

• 远程医疗： 持续监测病人的生命体征（心率、血压、血糖、体温）并将数据无线发送给医生。

• 运动和健康监测： 智能手环、运动鞋垫等设备协同工作，全面分析用户的运动状态和健康数据。

• 助残设备： 通过脑电波或肌电信号控制假肢或轮椅。

• 人机交互： 在虚拟现实/增强现实中，通过佩戴在身体各部位的传感器捕捉用户的动作。 

总结对比