计算机通信网

一、计算机通信概述关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。

另外，从广义上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。

从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。

有它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。

一个比较通用的定义是：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。

简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

计算机通信是一种以数据通信形式出现，在计算机与计算机之间或计算机与终端设备之间进行信息传递的方式。

它是现代计算机技术与通信技术相融合的产物，在军队指挥自动化系统、武器控制系统、信息处理系统、决策分析系统、情报检索系统以及办公自动化系统等领域得到了广泛应用。

计算机通信的基本原理是将电信号转换为逻辑信号，其转换方式是将高低电平来表示二进制数中的1和0, 再通过不同的二进制序列来表示所有的信息。

也就是将数据以二进制中的0和1的比特流的电的电压做为表示，产生的脉冲通过媒介（通讯设备）来传输数据，达到通信的功能，这个是osl的物理层，也就是通信的工作原理。

二、计算机通信网的历程第一代计算机网络---远程终端联机阶段第二代计算机---计算机网络阶段第三代计算机网络---计算机网络互联阶段第四代计算机网络---国际互联网与信息高速公路阶段第一代计算机通信网是面向终端的计算机通信网。

计算机与通信的结合是在1954年。

人们将远程终端通过电话线路与计算机相连，以实现相互传递数据信息。

由于当初计算机是成批处理信息而设计的，所以为了实现计算机与远程终端的通信，在计算机上需增加一个接口，即线路控制器。

线路控制器的主要功能是串、并变换以及简单的差错控制。

早期的线路控制器只能和一条通信线路相连，随着远程终端数量的增多，为了避免一台计算机使用多个线路控制器，在20世纪 60年代初期，出现了多重线路控制器，它可以和许多个远程终端相连接。

第二代计算机通信网是以通信子网为中心的计算机通信网。

这里所谓的通信子网就是分组交换。

传统的电路交换技术不适合计算机数据的传输，计算机通信网采用的交换方式大都是分组交换。

分组交换：是为了适应计算机通信网的要求而发展起来的。

分组交换是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的数据先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。

分组交换方式的原理如右图：分组交换的示意图中交换节点ABCDE以及连接这些节点的链路AB AC BD BE CD DE 等组成了分组交换网，即称为通信子网。

图中通信子网以外的H1--H5 都是一些独立的并且可以进行通信的计算机，即主机。

这些主机和终端构成了用户资源子网。

用户不仅共享通信子网的资源，而且还可以共享用户资源子网的硬件和软件资源。

分组交换以分组为单位进行交换和传输。

由于分组平均长度固定且具有统一的格式，便于在交换机中存储和处理。

数据分组进入交换机后只在主存储器中停留很短时间进行排队和处理，一旦确定了新的路由，就输出到下一个交换机或者用户终端。

可见分组交换的主要任务是负责分组存储、转发以及选择合适的路由，另外，分组交换机还具备差错流量控制等功能。

分组交换具有线路利用率高、可靠性好、不同类型的终端可以互相通信的优点，所以计算机通信网采用分组交换。

当然，分组交换也有一些缺点：一是传输时延较大；二是各个分组必须携带的控制信息使得分组的开销较大；再就是分组交换技术实现复杂。

这种以通信子网为中心的计算机通信网称为第二代计算机通信网，这种计算机通信网比第一代的面向终端的计算机通信网的功能扩大了许多。

最早的分组交换网是美国的分组交换网ARPANET，它是1969年12月投入运行的。

此后几年里，分组交换网在世界各地迅速发展起来，其中的原因除了分组交换的有点外，还有一个不可忽略的因素，那就是分组交换网的经济性好。

分组交换网中信息以分组为单位在交换机中存储和处理，部要求交换机具有很大的容量，降低了网络设备而的费用；对线路的动态统计时分复用大大降低了用户的通信费用；分组交换网通过网络控制和管理中心多网内设备实行比较集中的控制和维护管理，节省了维护管理费用。

第三代计算机通信网是体系结构标准化的计算机通信网。

计算机通信网是个非常复杂的系统，计算机之间互相通信涉及许多复杂的技术问题，为了设计这样一个复杂的系统，早在最初的ARPANET的设计时就提出了分层的方法。

所谓分层就是将完成计算机通信全过程的所有功能划分成若干个层，每一层对应一些独立的功能。

这样，就可以将庞大的复杂的问题转化为若干个较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较容易研究和处理。

1974年美国IBM公司公布了它研制的系统网络体系结构。

不久，各种不同的网络体系结构相继出现。

体系结构出现后，对同一体系结构的网络设备互联非常容易，但对于不同体系结构的网络设备却很难实现互联，然而社会的发展要求不同体系结构的计算机都能互联。

以满足不同体系结构的用户互相交换信息的需求。

为此，国际标准化组织于1977年成立了专门机构研究该问题。

在研究分析了现在的各种网络体系结构后，不久，该机构就提出了著名的开放系统互连参考模型，只是一个能使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架。

从此，计算机通信网走上了标准化的轨道。

我们把体系结构标准化的计算机通信网称为第三代计算机通信网。

三、计算机通信网络的现状计算机已经进入以网络为中心的计算时期，信息网络化、信息系统的综合集成自然离不开系统所处的网络计算环境。

当前，网络不仅是信息传输的基础设施，而且是信息处理和服务共享的基础设施，网络可以为人们提供强大的计算平台，从这个意义上说，网络就是计算机。

目前，世界上最强大的计算机是因特网。

网络要成为计算平台，需要在网络原基础设施之上构造或装备一个支持一体化网络计算的软件平台。

其作用是：管理网络上的各类软硬件资源，并实现网络资源的共享与集成，为信息系统等网络应用提供高效可信的开发、部署和运行环境。

正如在裸机上需要配备操作系统等基础软件才能有效开发应用软件一样，这种网络计算平台软件能有效支持快速构建网络应用，因而可视为网络上的操作系统。

网络安全问题随着计算机技术的飞速发展，信息网络已经成为社会发展的重要保证。

有很多是敏感信息，甚至是国家机密。

所以难免会吸引来自世界各地的各种人为攻击（例如信息泄漏、信息窃取、数据篡改、数据删添、计算机病毒等）。

同时，网络实体还要经受诸如水灾、火灾、地震、电磁辐射等方面的考验。

国外1996年初，据美国旧金山的计算机安全协会与联邦调查局的一次联合调查统计，有53%的企业受到过计算机病毒的侵害，42%的企业的计算机系统在过去的12个月被非法使用过。

而五角大楼的一个研究小组称美国一年中遭受的攻击就达25万次之多。

1994年末，俄罗斯黑客弗拉基米尔·利维与其伙伴从圣比得堡的一家小软件公司的联网计算机上，向美国CITYBANK银行发动了一连串攻击，通过电子转帐方式，从CITYBANK银行在纽约的计算机主机里窃取1100万美元。

1996年8月17日，美国司法部的网络服务器遭到黑客入侵，并将“ 美国司法部” 的主页改为“ 美国不公正部” ，将司法部部长的照片换成了阿道夫.希特勒，将司法部徽章换成了纳粹党徽，并加上一幅色情女郎的图片作为所谓司法部部长的助手。

此外还留下了很多攻击美国司法政策的文字。

1996年9月18日，黑客又光顾美国中央情报局的网络服务器，将其主页由“中央情报局” 改为“ 中央愚蠢局” 。

1996年12月29日，黑客侵入美国空军的全球网网址并将其主页肆意改动，其中有关空军介绍、新闻发布等内容被替换成一段简短的黄色录象，且声称美国政府所说的一切都是谎言。

迫使美国国防部一度关闭了其他80多个军方网址。

国内1996年2月，刚开通不久的Chinanet受到攻击，且攻击得逞。

1997年初，北京某ISP被黑客成功侵入，并在清华“ 水木清华” BBS站的“ 黑客与解密” 讨论区张贴有关如何免费通过该ISP进入Internet的文章。

1997年4月23日，美国德克萨斯州内查德逊地区西南贝尔互联网络公司的某个PPP用户侵入中国互联网络信息中心的服务器，破译该系统的shutdown帐户，把中国互联网络信息中心的主页换成了一个笑嘻嘻的骷髅头。

1996年初CHINANET受到某高校的一个研究生的攻击；96年秋，北京某ISP和它的用户发生了一些矛盾，此用户便攻击该ISP的服务器，致使服务中断了数小时。

2010年，Google发布公告称将考虑退出中国市场，而公告中称：造成此决定的重要原因是因为Google被黑客攻击。

四、计算机通信网络的未来发展与单机不同，网络世界是开放的、不断演化的。

而且信息系统应用需求的变化往往是不可避免的、系统本身亦需要不断发展。

因此，分布性、自治性、异构性、可演化性已成为一体化信息系统和网络应用软件的固有特征。

面对规模巨大、需求多变、环境异构、高度复杂的网络应用软件，SUN公司总裁Bill Raduchel指出，20年后软件的挑战不是速度、成本和性能，而是复杂度的问题了。

为适应复杂信息世界的不断变化和发展，信息系统的综合集成不能简单套用工业化的做法。

如果说机械系统的综合集成是刚性的，那么信息系统的综合集成是柔性的。

一方面，需要以提高系统互操作性为主要目标，及时制订或修订信息系统的各种技术体系和标准；另一方面，更需要研究一套支持随需应变的敏捷软件技术，研制一种能适应信息世界各种可能变化的平台软件。

支持随需应变的敏捷软件技术是当前软件工程的研究热点，主要有：(1)微内核集成总线技术。

支持软件模块的即插即用，适应软件功能需求的变化。

(2)软构件和对象代理技术。

支持程序代码的重用和分布对象之间的互连、互通和互操作，适应代码实现的变化与应用软件运行环境的变化。

这里，软构件，简称构件或组件，顾名思义，构之件也，一是构，强调其可构造性和可组装性；二是件，强调其信息隐蔽性和可包装性。

构件作为计算机中一组可重用的二进制代码，可视为对象的一种发展。

基于Agent的自适应构件还能支持动态适应运行环境的变化。

构件化是当今信息系统软件开发的主流方法，也是软件系统结构的重要特征之一。

(3)消息代理和各种适配机制。

支持不同应用代码之间的通信与调用，适应应用软件业务逻辑和业务流程的变化。