計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

【摘 要】本文從資源共享的觀點(diǎn)給出了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義，并指出它所具有的數(shù)據(jù)傳輸、資源共享、分布式處理和綜合服務(wù)4項(xiàng)基本功能；提出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本要素由網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)、鏈路和子網(wǎng)共同組成。從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展入手，著重介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的幾個(gè)階段。最后，對(duì)我們的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要敘述。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點(diǎn)；子網(wǎng)；標(biāo)準(zhǔn)化

當(dāng)今社會(huì)，信息化已成為世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要手段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息社會(huì)的運(yùn)行平臺(tái)和實(shí)施載體。社會(huì)生產(chǎn)與人類生活中，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的全面延伸促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面發(fā)展。

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

1.1簡(jiǎn)單定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是“互聯(lián)起來(lái)的獨(dú)立自主的計(jì)算機(jī)集合”。

1.2完整的定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是“利用通信設(shè)備和線路，將分布在不同地理位置的、并且具有各自獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）的控制下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)”。

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本要素

2.1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

端節(jié)點(diǎn)——指計(jì)算機(jī)資源中的用戶設(shè)備。

中間節(jié)點(diǎn)——指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中起到數(shù)據(jù)交換作用的連通性設(shè)備。

混合節(jié)點(diǎn)——指既可以作為端節(jié)點(diǎn)，又可以作為中間節(jié)點(diǎn)的設(shè)備。

2.2網(wǎng)絡(luò)鏈路

物理鏈路——物理鏈路是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間用各種傳輸介質(zhì)連接起來(lái)的物理線路，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹O(shè)施。

邏輯鏈路——在物理鏈路的基礎(chǔ)上增加了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸控制任務(wù)的硬件和軟件的通道。

需要注意的是，在網(wǎng)絡(luò)中真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的是邏輯鏈路，物理鏈路只提供傳輸過(guò)程中的基本線路。

2.3子網(wǎng)

資源子網(wǎng)——資源子網(wǎng)由主機(jī)、終端和終端控制器組成，其目標(biāo)是使用戶共享網(wǎng)絡(luò)的各種軟、硬件及數(shù)據(jù)資源，提供網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和分布式數(shù)據(jù)處理功能。

通信子網(wǎng)——通信子網(wǎng)由各種傳輸介質(zhì)、通信設(shè)備和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組成，它為網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)傳輸、交換和控制能力，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信功能。

3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能

3.1數(shù)據(jù)傳輸功能

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用初期的主要用途之一，就是在分散的計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享的前提條件，就是在源計(jì)算機(jī)與目標(biāo)計(jì)算機(jī)之間完成數(shù)據(jù)交換任務(wù)。

3.2資源共享的功能

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立的最初目的就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)分散的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源共享，以此提高各種設(shè)備的利用率，減少重復(fù)勞動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算的目標(biāo)。

3.3分布式網(wǎng)絡(luò)處理和負(fù)載均衡功能

對(duì)于大型的任務(wù)或當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某臺(tái)計(jì)算機(jī)的任務(wù)負(fù)荷太重時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，我們可以將一個(gè)任務(wù)分散到網(wǎng)絡(luò)中不同地理位置的各臺(tái)計(jì)算機(jī)上協(xié)同完成，或由網(wǎng)絡(luò)中比較空閑的計(jì)算機(jī)分擔(dān)負(fù)荷，以此實(shí)現(xiàn)均衡負(fù)荷，提高系統(tǒng)的利用率。

3.4網(wǎng)絡(luò)綜合服務(wù)功能

我們利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以在信息化社會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種經(jīng)濟(jì)信息、科技情報(bào)和咨詢服務(wù)的信息處理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將文字、聲音、圖像、數(shù)字、視頻等多種信息進(jìn)行傳輸、收集和處理。綜合信息服務(wù)和通信服務(wù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本服務(wù)功能，人們得以實(shí)現(xiàn)文件傳輸、電子郵件、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程訪問(wèn)等。

4.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

4.1第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

這一階段的主要在20世紀(jì)50～60年代。第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以主機(jī)為中心（分時(shí)系統(tǒng)），通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)通信。計(jì)算機(jī)的數(shù)量少，而且非常昂貴。為了充分利用計(jì)算機(jī)資源，用戶使用計(jì)算機(jī)首先要將程序和數(shù)據(jù)制成紙帶或卡片，然后送到計(jì)算中心進(jìn)行處理，再等待結(jié)果。

第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有如下特點(diǎn)：一是以主機(jī)為中心，面向終端。二是分時(shí)訪問(wèn)和使用中央服務(wù)器上的信息資源。三是中央服務(wù)器的性能和運(yùn)算速度決定連接終端用戶的數(shù)量。

這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的缺點(diǎn)：如果計(jì)算機(jī)的負(fù)荷較重，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；單機(jī)系統(tǒng)的可靠性一般較低，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓。

4.2第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

為了克服第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性，人們開(kāi)始研究將多臺(tái)計(jì)算機(jī)相互連接的方法。第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是70年代為大范圍共享信息資源而發(fā)展起來(lái)的以通信子網(wǎng)為中心的分組交換網(wǎng)，如ARPANET（以電話為代表的是電路交換）。

借鑒電路交換的思想。電路交換本來(lái)是為電話通信而設(shè)計(jì)的，對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，建立通路的呼叫過(guò)程太長(zhǎng)，安全性難以保證。1964年8月，巴蘭工程師（Baran）在美國(guó)蘭德（Rand）公司《論分布式通信》研究報(bào)告中，提到了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的概念，（即報(bào)文交換）。

第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程。1962-1965年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署（Advanced Research Projects Agency，ARPA）和英國(guó)的國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（National Physics Laboratory，NPL）都在對(duì)新型的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)進(jìn)行研究。英國(guó)NPL的戴維斯（David）于1966年首次提出了“分組”（Packet）的概念。到1969年12月，DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency，ARPA）的計(jì)算機(jī)分組交換網(wǎng)ARPANET 投入運(yùn)行（最早的Internet），網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)時(shí)的安全性得以保證。第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有如下特點(diǎn)：以通信子網(wǎng)為中心，實(shí)現(xiàn)了“計(jì)算機(jī)——計(jì)算機(jī)”的通信。ARPA NET的出現(xiàn)，為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。大批公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的出現(xiàn)。局域網(wǎng)的成功研制。

4.3第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是為實(shí)現(xiàn)更大范圍異種網(wǎng)絡(luò)互連而發(fā)展起來(lái)的遵循開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)（OSI、TCP/IP等）的大規(guī)?；ミB網(wǎng)絡(luò)，其典型代表就是因特網(wǎng)（Internet）。主機(jī)間通信時(shí)對(duì)信息的理解、表示形式、應(yīng)答等需遵守共同的約定，即協(xié)議，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分若干層次，各層協(xié)議的總和稱為體系結(jié)構(gòu)。70年代末，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）開(kāi)始制定標(biāo)準(zhǔn)，1984年頒布了OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)入第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)代。第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)克服了第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)自行研制，互連困難的缺點(diǎn)。

4.4下一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正處于第4個(gè)發(fā)展階段，這是一個(gè)智能化、全球化、高速化、個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。主要特點(diǎn)表現(xiàn)在體系結(jié)構(gòu)融合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及面向連接和無(wú)連接的特點(diǎn)，具有靈活性、擴(kuò)展性、可靠性、主動(dòng)性、支持多種業(yè)務(wù)并保證QoS（Quality of Service），具有線速處理能力的高性能交換和路由節(jié)點(diǎn)，靈活支持多種接入方式。網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)在社會(huì)生活中處于大量應(yīng)用階段，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。以上是對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的一些介紹，需要注意的是，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段實(shí)際上并沒(méi)有明顯的界限，而是有大量交叉、過(guò)渡和承上啟下的時(shí)間，因此不能機(jī)械地加以簡(jiǎn)單區(qū)分。

5.我國(guó)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

我國(guó)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)起步較晚，大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)重要時(shí)間點(diǎn)：1994年由中國(guó)電信與美國(guó)商務(wù)部合作，中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（CHINANET）開(kāi)始建設(shè)。1995年中國(guó)教育和科研網(wǎng)（CERNET）正式連接到美國(guó)的128K國(guó)際專線。1996年6月，郵電部投入巨資建設(shè)的中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET全國(guó)骨干網(wǎng)正式開(kāi)通。1996年12月，中國(guó)公眾多媒體通信網(wǎng)（169網(wǎng)）全面啟用。截至2014年6月，我國(guó)網(wǎng)民規(guī)模已達(dá)6.32億，半年共計(jì)新增網(wǎng)民1442萬(wàn)人?；ヂ?lián)網(wǎng)普及率為46.9%，較2013年底提升了1.1個(gè)百分點(diǎn)。 [科]

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