计算机网络概述

计算机网络概述

【摘 要】本文从资源共享的观点给出了计算机网络的定义，并指出它所具有的数据传输、资源共享、分布式处理和综合服务4项基本功能；提出计算机网络的基本要素由网络结点、链路和子网共同组成。从计算机网络的产生与发展入手，着重介绍了计算机网络发展的几个阶段。最后，对我们的计算机网络发展进行了简要叙述。

【关键词】网络；节点；子网；标准化

当今社会，信息化已成为世界各国经济与社会发展的重要手段，计算机网络已经成为信息社会的运行平台和实施载体。社会生产与人类生活中，网络应用的全面延伸促进了计算机网络技术的全面发展。

1.计算机网络的定义

1.1简单定义

计算机网络就是“互联起来的独立自主的计算机集合”。

1.2完整的定义

计算机网络就是“利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、并且具有各自独立功能的多个计算机系统连接起来，在功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）的控制下实现网络中资源共享和信息传递的系统”。

2.计算机网络的基本要素

2.1网络节点

端节点——指计算机资源中的用户设备。

中间节点——指在计算机网络中起到数据交换作用的连通性设备。

混合节点——指既可以作为端节点，又可以作为中间节点的设备。

2.2网络链路

物理链路——物理链路是在网络节点间用各种传输介质连接起来的物理线路，是实现数据传输的基本设施。

逻辑链路——在物理链路的基础上增加了实现数据传输控制任务的硬件和软件的通道。

需要注意的是，在网络中真正实现数据传输任务的是逻辑链路，物理链路只提供传输过程中的基本线路。

2.3子网

资源子网——资源子网由主机、终端和终端控制器组成，其目标是使用户共享网络的各种软、硬件及数据资源，提供网络访问和分布式数据处理功能。

通信子网——通信子网由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成，它为网络提供数据传输、交换和控制能力，实现了联网计算机之间的数据通信功能。

3.计算机网络的基本功能

3.1数据传输功能

计算机网络使用初期的主要用途之一，就是在分散的计算机之间实现无差错的数据传输。计算机网络能够实现资源共享的前提条件，就是在源计算机与目标计算机之间完成数据交换任务。

3.2资源共享的功能

计算机网络建立的最初目的就是为了实现对分散的计算机系统的资源共享，以此提高各种设备的利用率，减少重复劳动，进而实现分布式计算的目标。

3.3分布式网络处理和负载均衡功能

对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过计算机网络，我们可以将一个任务分散到网络中不同地理位置的各台计算机上协同完成，或由网络中比较空闲的计算机分担负荷，以此实现均衡负荷，提高系统的利用率。

3.4网络综合服务功能

我们利用计算机网络，可以在信息化社会实现对各种经济信息、科技情报和咨询服务的信息处理。计算机网络将文字、声音、图像、数字、视频等多种信息进行传输、收集和处理。综合信息服务和通信服务是计算机网络的基本服务功能，人们得以实现文件传输、电子邮件、电子商务、远程访问等。

4.计算机网络的发展

4.1第一代计算机网络

这一阶段的主要在20世纪50～60年代。第一代计算机网络以主机为中心（分

时系统），通过计算机实现与远程终端的数据通信。计算机的数量少，而且非常昂贵。为了充分利用计算机资源，用户使用计算机首先要将程序和数据制成纸带或卡片，然后送到计算中心进行处理，再等待结果。

第一代计算机网络有如下特点：一是以主机为中心，面向终端。二是分时访问和使用中央服务器上的信息资源。三是中央服务器的性能和运算速度决定连接终端用户的数量。

这种网络系统的缺点：如果计算机的负荷较重，会导致系统响应时间过长；单机系统的可靠性一般较低，一旦计算机发生故障，将导致整个网络系统的瘫痪。

4.2第二代计算机网络

为了克服第一代计算机网络的缺点，提高网络的可靠性和可用性，人们开始研究将多台计算机相互连接的方法。第二代计算机网络就是70年代为大范围共享信息资源而发展起来的以通信子网为中心的分组交换网，如ARPANET（以电话为代表的是电路交换）。

借鉴电路交换的思想。电路交换本来是为电话通信而设计的，对于计算机网络来说，建立通路的呼叫过程太长，安全性难以保证。1964年8月，巴兰工程师（Baran）在美国兰德（Rand）公司《论分布式通信》研究报告中，提到了存储转发的概念，（即报文交换）。

第二代计算机网络发展历程。1962-1965年，美国国防部高级研究计划署（Advanced Research Projects Agency，ARPA）和英国的国家物理实验室（National Physics Laboratory，NPL）都在对新型的计算机通信技术进行研究。英国NPL的戴维斯（David）于1966年首次提出了“分组”（Packet）的概念。到1969年12月，DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency，ARPA）的计算机分组交换网ARPANET 投入运行（最早的Internet），网络在战时的安全性得以保证。第二代计算机网络有如下特点：以通信子网为中心，实现了“计算机——计算机”的通信。ARPA NET的出现，为网络标准化建设打下了坚实的基础。大批公用数据网的出现。局域网的成功研制。

4.3第三代计算机网络第三代计算机网络是为实现更大范围异种网络互连而发展起来的遵循开放系统互联标准（OSI、TCP/IP等）的大规模互连网络，其典型代表就是因特网（Internet）。主机间通信时对信息的理解、表示形式、应答等需遵守共同的约定，即协议，计算机网络的协议分若干层次，各层协议的总和称为体系结构。70年代末，国际标准化组织（ISO）开始制定标准，1984年颁布了OSI开放系统互连标准，网络发展进入第三代计算机网络，即计算机网络的标准化时代。第三代计算机网络克服了第二代计算机网络没有统一的体系结构，各网自行研制，互连困难的缺点。

4.4下一代计算机网络

目前计算机网络正处于第4个发展阶段，这是一个智能化、全球化、高速化、个性化的网络时代。主要特点表现在体系结构融合计算机网络和通信网络的特点及面向连接和无连接的特点，具有灵活性、扩展性、可靠性、主动性、支持多种业务并保证QoS（Quality of Service），具有线速处理能力的高性能交换和路由节点，灵活支持多种接入方式。网络进入高速发展时期，网络在社会生活中处于大量应用阶段，网络经济快速发展。以上是对于计算机网络发展阶段的一些介绍，需要注意的是，网络的发展阶段实际上并没有明显的界限，而是有大量交叉、过渡和承上启下的时间，因此不能机械地加以简单区分。

5.我国的计算机网络发展

我国的计算机网络起步较晚，大致经历了以下几个重要时间点：1994年由中国电信与美国商务部合作，中国公用计算机互联网（CHINANET）开始建设。1995年中国教育和科研网（CERNET）正式连接到美国的128K国际专线。1996年6月，邮电部投入巨资建设的中国公用计算机互联网CHINANET全国骨干网正式开通。1996年12月，中国公众多媒体通信网（169网）全面启用。截至2014年6月，我国网民规模已达6.32亿，半年共计新增网民1442万人。互联网普及率为46.9%，较2013年底提升了1.1个百分点。 [科]

【参考文献】

[1]谢希仁编著.计算机网络（第四版）.电子工业出版社.

[2]计算机网络（第3版），Andrew S.Tanenbaum，清华大学出版社.

[3]高传善，毛迪林，曹袖.数据通信与计算机网络.高等教育出版社.

[4]CCNA网络教程（第四版），Cisco网络公司.

[5]杜煜，姚鸿编著.计算机网络基础.人民邮电出版社.