计算机网络的形成与发展

1-1 计算机网络的形成与发展

计算机网络是计算机技术与通信技术紧密结合的产物。

一、计算机网络的形成

任何一种新技术的出现都必须具备两个条件，一是强烈的社会需求，二是前期技术的成熟。计算机网络技术的形成与发展也遵循这样一个技术发展轨迹。

单机(1946年——ENIAC诞生）大、中、小型机—庞大，昂贵

缺点——资源无法共享

网络

始于50’s，近20年发展迅速。发展的动力：

资源共享的需求

大型项目的合作

人与人之间的沟通

20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系统（SAGE的开发始了计算机技术与通信技术相结合的尝试。

SAGE系统需要将远程雷达与其他测量设施连接起来，使得观测到的防空信息通过总长度达2，410，000KM的通信线路与一台IBM计算机连接，实现分布的防空信息能够集中处理与控制。

要实现这样的目的，首先要完成数据通信技术的基础研究。

1954年，一种叫收发器的终端研制成功，人们用它首次实现了将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机，此后电传打字机也作为远程终端和计算机相连。而计算机的信号是数字脉冲，为使它能在电话线路上传输，须增加一个调制解调器，以实现数字信号和模拟信号的转变。用户可在远地的电传打字机上输入自己的程序，而计算机算出的结果又可从计算机传送到电传打字机打印出来。计算机与通信的结合开始。

——面向终端的远程联机系统（以单个计算机为中心）

这一阶段研究的典型代表有：

美国飞机定票系统SABER，美国半自动防空系统SAGE，

美国通用电气公司的信息服务网(GE Information Services Network)。

随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求。

这种需求主要来自军事、科学研究、地区与国家经济信息分析决策、大型企业经营管理。他们希望将分布在不同地点的计算机通过通信线路互联成为主计算机——计算机网络。网络用户可以通过计算机使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以使用联网的其他地方的计算机软件、硬件与数据资源，以达到计算机资源共享的目的。

这一阶段研究的典型代表：

美国国防部高级研究计划局的ARPANET（通常称为ARPA网）。

随着个人计算机（PC）与工作站的出现与广泛应用，小范围的多台计算机联网的需求日益强烈。

20世纪70年代初，一些大学和研究所为实现实验室外或校园内多台计算机共同完成科学计算与资源共享的目的，开始了局域计算机网络的研究。

这一阶段研究的典型代表：

加州大学的NEWHALL环网

美国XEROR公司的ETHERNET网

英国剑桥大学的CAMBRIDGE RING环网。

……

二、计算机网络发展阶段的划分

从体系结构来观察，网络的发展可分为四个时代：

联机终端系统

以通信子网为中心

采用标准化的层次体系结构

以Internet为主体1.以主机为中心的联机终端网络系统

20世纪60年代以前。。。

特征——共享主机资源

–单台主机——计算、通信

–多台终端——用户交互

–本地、远程连接

结构

例子–美国的飞机订票系统SABRE-1

1 HOST

2000 Terminal

通信线路（电话线路）–此结构的网络至今仍在使用

缺点

–主机负荷重，数据处理＋通信

–线路利用率低

2.主机－主机网络

20世纪60’s –20世纪70’s

特征

–单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网络

–网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－主机”

结构主机－主机网络的演变

演变阶段1

通信任务从主机中分离

–CCP-通信控制处理机

专门处理主机之间的通信任务

两层网络概念的出现

●由CCP组成的传输网络——通信子网，为资源子网提供信息传输服务

●主机的集合——资源子网，提供各种网络资源，建立在通信子网基础上（可多系统并存）

演变阶段2

- 通信子网规模扩大，私有→社会公用

- 公用数据通信网

•PSTN

•X.25

–优点

•降低用户系统建设成本

•通信线路利用率高

•兼容性好

例子

–因特网的前身——ARPANET

•美国军方建立的实验性网络

•最初4个节点→70’s的60多个节点

•地域跨越美洲、欧洲

•具有现代网络的许多特征，例如

–分组交换

–分层次的网络协议

第二代计算机网络的不足之处–网络普及程度低

–标准不统一

–网络体系结构的研究不成熟

3.采用标准化的层次体系结构

20世纪70’s-90's

不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力

各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是其基础

标准化过程的两个阶段:

–厂商标准：IBM-SNA,DEC-DNA 缺点：适用范围：兼容性？

技术垄断：竞争？

标准不统一：用户利益？

标准制定问题

–标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中立组织

来制定

–例外——“事实上

的标准”，如TCP/IP

–国际标准：ISO-OSI/RM

• O pen S ystem I nterconnection/ R ecommended M odel

（开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型）• OSI参考模型是一种概念上的网络模型

• 其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性

• 规定了网络体系结构的框架

• 只说明了做什麼（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO）• 现在的计算机网络均是在OSI/RM的框架下运作的

–PC导致了局域网的出现

• 局域网的标准：IEEE802

• IEEE802也符合OSI/RM标准

• 开始就建立在标准化的基础上

4、以Internet为主体

20世纪90’s-至今

-Internet空前发展

-Web技术在Internet/Intranet 得到广泛应用