计算机网络发展史

城域网
是在一个城市范围内建立的计算机通信网。通常使用与局域网相似的技 术，传输媒介主要采用光缆，传输速率在100Mb/s以上。所有联网设备 均通过专用连接装置与媒介相连，但对媒介访问控制在实现方法上与 LAN不同。 城域网的一个重要用途是用作骨干网，通过它将位于同一城市内不同地 点的主机、数据库，以及局域网等互相联接起来。
网络系统以通信子网为中心，通信子网处于网络的内层，由网络中的通信控制处理机、 其他通信设备、通信线路和只用作信息交换的计算机组成，负责完成网络数据传输、 转发等通信处理任务。当前的通信子网一般由路由器、交换机和通信线路组成。 资源子网处于网络的外围，由主机系统、终端、终端控制器、外设、各种软件资源 与信息资源组成，负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服 务。主机系统是资源子网的主要组成部分，它通过高速通信线路与通信子网的通信控 制处理机相连接。普通用户终端可通过主机系统连接入网。 随着计算机网络技术的不断发展，在现代的网络系统中，直接使用主机系统的用户 在减少，资源子网的概念已有所变化。
如果主机A上的进程P1向主机B的进程P2传送 数据，P1先将数据交给应用层，应用层在数据上 加上必要的控制信息变成下一层的数据。表示层 收到应用层提交的数据后，加上本层的控制信息， 再交给会话层，依次类推。到达物理层后由于是 比特流的传送，所以不再加上控制信息。当这一 串比特流经过网络的物理媒体传送到目的站点时， 就从物理层开始依次上升到应用层。每一层根据 对应的控制信息进行必要的操作，在剥去控制信 息后，将该层剩余的数据提交给上一层。最后， 把P1进程发送的数据交给P2进程。 虽然进程P1的数据要经过复杂的过程才能传送 到进程P2，但这些复杂的过程对用户来说是透明 的，以致P1进程觉得好像直接把数据交给了P2进 程。同理，任何两个同样层次之间的通信也好像 直接进行对话。这就是开放系统在网络通信过程 中最本质的作用。
计算机网络的拓扑结构
特点： 通信协议简单 对外围站点要求不高 单个站点故障不会影响全网 电路利用率低，连线费用大 网络性能依赖中央结点 每个站点需要有一个专用链路
星形 拓扑
总线形拓扑结构
特点： 结构简单，可靠性高 布线容易，连线总长度小于星形结构 对站点扩充和删除容易 总线任务重，易产生瓶颈问题
环形拓扑结构
按网络的交换方式进行分类
• 电路交换网：在用户开始通信前，先申请建立一条从 发送端到接收端的物理信道，并且在双方通信期间始 终占用该信道。 • 报文交换网：把要发送的数据及目的地址包含在一个 完整的报文内，报文的长度不受限制。报文交换采用 存储-转发原理，每个中间节点要为途径的பைடு நூலகம்文选择适 当的路径，使其能最终到达目的端。 • 分组交换网：在通信前，发送端先把要发送的数据划 分为一个个等长的单位（即分组），这些分组逐个由 各中间节点采用存储-转发方式进行传输，最终到达目 的端。
其 他 外 设
打 印 机
二、计算机网络产生与发展
1954年 第一代计算机网络 以单个主机为中心、面向终端
设备的网络结构。系统中除主计算机（Host）具有独立的数据处 理功能外，系统中所连接的终端设备均无独立处理数据的功能。
中心的计算机网络。网络中的通信双方都是具有自主处理能力的 计算机，功能以资源共享为主。 于1983年提出了著名的开放系统互连参考模型，给网络的发展提 供了一个可以遵循的规则。从此，计算机网络走上了标准化的轨 道。我们把体系结构标准化的计算机网络称为第三代计算机网络。
特点： 传输速率高，传输距离远 各节点的地位和作用相同 各节点传输信息的时间固定 容易实现分布式控制 站点的故障会形起整个网络的崩溃
特点： 信息交换在上、下节点之间进行 通信线路连接简单，网络管理软件 也不复杂，维护方便 资源共享能力差，可靠性低
树形 拓扑
五、计算机网络的体系结构
网络协议组成
在计算机网络中，为了使计算机之间能正确传输信息， 必须有一套关于信息传输顺序，信息格式和信息内容等 的约定。这些规则、标准或约定称为网络协议。 网络协议的内容有很多，可供不同的需要使用。一个网 络协议至少要包含3个要素： ① 语法 用来规定数据与控制信息的结构或格式，例如， 采用ASCII或EBCDIC字符编码； ② 语义 用来说明通信双方应当怎么做，例如，报文的一 部分为控制信息，另一部分为通信数据； ③ 同步 详细说明事件如何实现，例如，采用同步传输或 异步传输方式来实现通信的速度匹配。
计算机网络的功能
1．数据通信：实现计算机与计算机之间信息的 传输 2．资源共享：共享硬件、软件及数据资源，从 而大大提高资源的利用率。 3. 提高计算机的可靠性：通过网络设置使计算 机彼此互为后备机，防止服务器故障导致网络 无法运行。 4. 易于进行分布式处理：将多台计算机连成具 有高性能的计算机系统，以共同完成一个复杂 任务。
因特网
并不是一种具体的物理网络技术，而是 将不同的物理网络技术，按照某种协议族 （TCP/IP）统一起来的一种高层技术。因特 网是更大范围上的网络互联，它是通过网桥 或网关以及公共通信线路将广域网与广域网、 广域网与局域网、局域网与局域网进行互连 而形成的网络。它采用的是局部处理与远程 处理、有限地域范围的资源共享与广大地域 范围的资源共享相结合的网络技术。
计算机网络发展史
一、计算机网络的定义 二、计算机网络产生与发展 三、计算机网络系统的组成与功能 四、计算机网络的分类 五、计算机网络的体系结构
一、计算机网络的定义
什么是计算机网络
一群具有独立功能的计算机组成的系统 通过通信设备及传输媒体互连起来，在通信 软件支持下，实现资源共享、信息交换
产生计算机网络的基本条件: 通信技术与计算机技术的结合
网络系统的体系结构
由于网络协议包含的内容相当多，为了减少设计上的复杂性，近代计算机网络都采 用分层的层次结构。在这种分层结构中，每层都是建筑在它的前一层的基础上，每 层间有相应的通信协议，相邻层之间的通信约束称为接口。在分层处理后，相似的 功能出现在同一层内，每一层仅与其相邻上、下层通过接口通信，使用下层提供的 服务，并向上层提供服务。上、下层之间的关系是下层对上层服务，上层是下层的 用户。 计算机网络的各个层和在各层上使用的全部协议统称为网络系统的体系结构。 由于标准化问题日益突出，国际标准化组织ISO制定了开放式系统互连模型，简称 OSI七层参考模型，这是一个计算机互连的国际标准。所谓开放，就是指任何不同的 计算机系统，只要遵循OSI标准，就可以和同样遵循这一标准的任何计算机系统通信。 OSI中的系统指计算机、外部设备、终端、传输设备、操作人员以及相应软件的集合。 OSI模型结构如图6.1.10所示。模型中低3层归于通信子网范畴，高3层归于资源子 网范畴，传输层起着衔接上3层和下3层的作用。图中双向箭头线表示概念上的通信 线路，空心箭头表示实际通信线路。
共享
硬件共享
软件共享
由中国科学院牵头建设的科学数据库已成为国内最大规模的 科学数据库群。共有专业数据库180个，总数据量达725GB。 科学数据库分布在中国科技网上的站点已达19个 。
四、计算机网络的分类
接网络的覆盖地理范围进行分类 局域网
覆盖范围为几百米到几公里，局域网内传输速率较高， 误码率低，结构简单容易实现。 具体标准是美国电气工程师协会制订的IEEE802系列 标准。
总结
人们常用计算机与通信(C&C，Computer＆ Communication)来描述计算机网络，但从系统的观点看， 这还很不够。固然计算机和通信系统是计算机网络巾非 常重要的基本要素，但计算机网络并不是计算机和通信 系统的简单结合，也不是计算机或通信系统的简单扩展 或延伸，而是融合了信息采集、存储、传输、处理和利 用等一切先进信息技术，是具有新功能的新系统。因此， 对于现代计算机网络的研究和分折，应该特别强调“计 算机J硎络足系统’’的观点，站在延高的高度来重新认 识计算机网络结构、性能及网络工程技术和网络实际应 用中的重要问题，便于把握计算机网络的发展趋势。
广域网
是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围通常为几十公 里到几千公里，它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。广域 网的通信子网主要使用分组交换技术，它可以使用公用分组交换网、 卫星通信网和无线分组交换网。由于广域网常常借用传统的公共传输 网进行通信，这就使广域网的数据传输率比局域网系统慢，传输误码 率也较高。随着新的光纤标准和能够提供更宽带宽、更快传输率的全 球光纤通信网络的引入，广域网的速度也将大大提高。 在一个学校范围内的计算机网络通常称为校园网。它是由若干个 局域网连接构成的一个规模较大的局域网，也可视校园网为一种 介于普通局域网和城域网之间规模较大的、结构较复杂的局域网 络。
1969年 ARPA网，第二代计算机网络 以分组交换网为
1983年 OSI模型，第三代计算机网络 国际标准化组织
Internet的建立，第四代计算机网络 Internet的建立，
它把分散在各地的网络连接起来，形成一个跨越国界范围、覆盖 全球的网络。网络互连和以异步传输模式技术为代表的高速计算 机网络技术的发展，使我们的计算机网络进入到第四代。
网络的逻辑结构图 T T T H T T T
T
…
H
T
T … H
T
分组交换网
H
多计算机为中心的网络
H
单个主计算机为中心的网络
T终端设备，H主计算机
三、计算机网络系统的组成与功能
计算机网络系统的组成
计算机网络是计算机应用的高级形式，它充分体现了信息传输与分配手段、信息处理手段 的有机联系。从用户角度出发，计算机网络可看成一个透明的数据传输机构，网上的用户 在访问网络中的资源时不必考虑网络的存在。从网络逻辑功能角度来看，可以将计算机网 络分成通信子网和资源子网两部分，如图6.1.3所示。