计算机网络的形成与发展

1、.：.；1-1 计算机网络的构成与开展计算机网络是计算机技术与通讯技术严密结合的产物。 一、计算机网络的构成任何一种新技术的出现都必需具备两个条件，一是剧烈的社会需求，二是前期技术的成熟。计算机网络技术的构成与开展也遵照这样一个技术开展轨迹。 单机(1946年ENIAC诞生 大、中、小型机庞大，昂贵 缺陷资源无法共享 网络 始于50s，近20年开展迅速。开展的动力： 资源共享的需求 大型工程的协作 人与人之间的沟通 20世纪50年代初，由于美国军方的需求，美国半自动地面防空系统SAGE的开发始了计算机技术与通讯技术相结合的尝试。 SAGE系统需求将远程雷达与其他丈量设备衔接起来，使得观测到的防

2、空信息经过总长度达2，410，000KM的通讯线路与一台IBM计算机衔接，实现分布的防空信息可以集中处置与控制。要实现这样的目的，首先要完成数据通讯技术的根底研讨。1954年，一种叫收发器的终端研制胜利，人们用它初次实现了将穿孔卡片上的数据从线路上发送到远地的计算机，以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，为使它能在线路上传输，须添加一个调制解调器，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本人的程序，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。计算机与通讯的结合开场。 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讨的典型代表有

3、： 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效力网(GE Information Services Network)。 随着计算机运用的开展，出现了多台计算机互连的需求。这种需求主要军事、科学研讨、地域与国家经济信息分析决策、大型企业运营管理。他们希望将分布在不同地点的计算机经过通讯线路互联成为主计算机计算机网络。网络用户可以经过计算机运用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以运用联网的其他地方的计算机软件、硬件与数据资源，以到达计算机资源共享的目的。 这一阶段研讨的典型代表：美国国防部高级研讨方案局的ARPANET通常称为ARPA网。随着个人计算机

4、PC与任务站的出现与广泛运用，小范围的多台计算机联网的需求日益剧烈。20世纪70年代初，一些大学和研讨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，开场了局域计算机网络的研讨。 这一阶段研讨的典型代表： 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、计算机网络开展阶段的划分 从体系构造来察看，网络的开展可分为四个时代： HYPERLINK /xinxixi/yxkc/network/chapter1/chapter1-sector1-terminalsys.htm 联机终端系统

5、HYPERLINK /xinxixi/yxkc/network/chapter1/chapter1-sector1-hosttohost.htm 以通讯子网为中心 HYPERLINK /xinxixi/yxkc/network/chapter1/chapter1-sector1-standstructure.htm 采用规范化的层次体系构造 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、通讯 多台终端用户交互 本地、远程衔接 构造 例子 美国的飞机订票系统SABRE-1 1 HOST 20

6、00 Terminal 通讯线路线路 此构造的网络至今仍在运用 缺陷 主机负荷重，数据处置通讯 线路利用率低 2.主机主机网络 20世纪60s 20世纪70s 特征 单主机终端网络的互联，构成多主机为中心的网络 网络构造从“主机终端 转变为“主机主机 构造 主机主机网络的演化 演化阶段1 通讯义务从主机中分别 CCP-通讯控制处置机专门处置主机之间的通讯义务 两层网络概念的出现 由CCP组成的传输网络通讯子网，为资源子网提供信息传输效力 主机的集合资源子网，提供各种网络资源，建立在通讯子网根底上可多系统并存 演化阶段2 - 通讯子网规模扩展，私有社会公用 - 公用数据通讯网 PSTN X.25

7、 优点 降低用户系统建立本钱 通讯线路利用率高 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70s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缺乏之处 网络普及程度低 规范不一致 网络体系构造的研讨不成熟 3.采用规范化的层次体系构造 20世纪70s-90s 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推进网络体系构造的规范化的原动力 各厂商、研讨机构、大学在网络技术、方法、实际等方面的研讨日趋成熟是其根底 规范化过程的两个阶段: 厂商规范：IBM-SNA,DEC-DNA 缺陷：适用范围：兼容性？

8、 技术垄断：竞争？ 规范不一致：用户利益？ 规范制定问题 规范化义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“现实上的规范，如TCP/IP 国际规范：ISO-OSI/RM Open System Interconnection/ Recommended Model 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 其规范保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性 规定了网络体系构造的框架 只阐明了做什麼WHAT TO DO而未规定怎样做HOW TO DO 如今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 局域网的规范：IEEE802

9、 IEEE802也符合OSI/RM规范 开场就建立在规范化的根底上 4、以Internet为主体 20世纪90s-至今 Internet空前开展 Web技术在Internet/Intranet 得到广泛运用 Internet的开展速度 是历史上开展最快的一种技术以商业化后到达 5000 万用户为例： 电视用了13年，收音机用了38年，更长 Internet 从商业化后到达 5000 万用户用了4 年时间 Internet 正在以超越摩尔定理莫尔定理预测，微电子芯片的计算功能每18个月就会提高一倍的速度开展 有远见的政府不断支持：1969美国、欧洲 有风险的企业参与和投入： NFS：MCI、IB

10、M vBNS：MCI；Abilene: Qwest，CISCO 结合协作的开放式研讨：IETF/RFC 教育和科研的示范网络为起点 具有实验物理学的研讨特点 ARPAnet、NSF、ANS、vBNS 简单适用的技术道路：TCP/IP 构造三、计算机网络的开展趋势计算机网络的开展趋势可概括为：一个目的、两个支撑、三个交融、四个热点。1 1、一个目的 面向21世纪计算机网络开展的总体目的就是要在各个国家、进而在全球建立完善的信息根底设备。1993年美国政府制定了信息高速公路即国家信息根底设备NII开展方案，建立目的是在全国范围内建立为民众普遍效力的信息根底设备。根本组成包括：通讯网、计算机、信息内

11、容和各种年龄、背景的人1994年西方七国部长会议上提出了实话全球信息根底设备GII的假设干原那么。1998年美国政府又提出了实施数字地球的方案。 NII在建成之后，一个国家的信息网络能使任何人在任何地点、任何时间，可将文体、声音、图像、电视信息等各种媒体信息传送给在任何地点的任何人2 2、两个支撑 微电子技术和光技术。 微电子技术的开展是信息产业开展的根底，也是驱动信息革命的根底。 莫尔定理预测，微电子芯片的计算功能每18个月就会提高一倍。这一开展趋势将会继续到2021年，那时芯片最多可包含1010个元件，实际上的物理极限是第个芯片可包含1011个元件。INTEL期望在2021年能消费出每个芯

12、片包含10亿个晶体管的产品。 自1980年以来，微处置器的速度不断以每5年10倍的速度增长。PC的处置才干在2000年达1000MIPS，预测在2021年可达10万MIPS。 驱动信息革命的另一个支撑技术是光电子技术。评价光纤传输开展的规范是传输的比特率和信号在需求再生前可传输的间隔 的乘积，在过去10年间，该性能每年翻一番，这种增长速度可望再继续10年到15年。 在单一光纤上传输100Gbps含40种波长的商用系统已在2000年实现，可同时传送100万个话音和1500个电视信道。3 3、三个交融 支持全球建立完善的信息根底设备的最重要的技术是计算机、通讯、信息内容这三种技术的交融。 计算机：

13、计算机硬件、计算机软件以及相应的效力； 通讯：、电视电缆、卫星以及无线通讯等； 信息内容：教育、文娱、出版、信息提供者等。 电信网、电视网、计算机网三种网络的全一是当前网络开展的趋势。其最重要的技术根底是数字化。4 4、四个热点1多媒体 随着数字化技术的成熟，数据、文本、声音、图像这些媒体都以数字化，从而产生多媒体技术。 多媒体的运用有视频点播、交互视频、包括视频的协同任务、文件共享、白板、教程医疗和远程教学。 一切多媒体运用的共性是需求大量带宽和处置才干，多媒体运用是促进技术和行业交融的强大市场驱动力。2宽带网 要建立真正的宽频带多媒体网络，到达信息高速公路的目的，需求高速的传输载体，信息高速公路的载体有两个技术特征：一个是在任何时间、任何地点都能提供全彩色、全动态的视频信号，另一方面要提供全交互的、双向的信息流通讯。传统的通讯可在全世界范围实现双向通讯，但接入最终用户的容量有限。传统的电缆网容量大，但是单向传输，没有交互通讯才干。光缆的出现，极大地改观了网络带宽的现状。同时由于采用了先进的紧缩技术，可以在同样带宽的信道上传输更多的信息。3挪动通讯 便携式智能终端PCS可以运用无线技术，在任何地方以各种速率与网络坚持联络。这些PCS