第1章概论new

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1、第1章网络概论南开大学吴功宜1.1计算机网络的形成与发展20世纪的关键技术是信息技术。信息技术涉及到:信息的收集信息的存储信息的处理信息的传输信息的利用20世纪信息技术的发展主要表现在以下几个方面：*计算机技术的高度发展与计算机的广泛应用；*通信技术的高度发展，全球范围内的电话通信系统、光纤与无线通信系统、卫星移动通信系统的建立与广泛应用；*计算机网络的发展，Internet的广泛应用与全球信息高速公路建设的兴起。1.1.1计算机网络发展阶段的划分网络的形成与发展可以划分为四个阶段：第一阶段:50年代,数据通信技

2、术的研究;第二阶段:60年代,ARPANET与分组交换技术的研究;第三阶段:70年代中期，网络体系结构与网络协议的国际标准化问题；第四阶段:90年代,Internet广泛应用与异步传输模式ATM技术的发展；1.1.2计算机网络的形成1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系。50年代计算机的数量很少，价格十分昂贵。为了运行与维护一台计算机，一般都要建立一个计算中心。60年代初期，计算机在工业、商业与军事部门使用，需要将分散在不同地方的数据进行集中处理，从而促进

3、了远程分时处理系统与远程实时控制系统的发展；在60年代，面向终端的计算机通信网得到了很大的发展；在专用的计算机通信网中，最著名的是美国半自动地面防空系统SAGE与美国飞机订票系统SABREI；在商用网络中，美国通用电气公司的信息服务网(GEInformationServicesNetwork)是世界上最大的商用数据处理分时网络之一，其地理覆盖范围从美国延伸到加拿大、欧洲、澳大利亚和日本；1.1.3ARPANET与分组交换技术分组交换(PacketSwitching)技术是现代计算机网络技术的基础;。多台计算机互连

4、的需求——来自军事、科研、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，通过通信线路互连成为计算机—计算机的网络。网络用户可以共享计算机的软件、硬件与数据资源；典型代表是美国国防部高级研究计划局(ARPA，AdvancedResearchProjectsAgency)的ARPANET(通常称为ARPA网)，其核心技术是分组交换技术；60年代中期正处于冷战的高潮时期，美国军方需要有一个“可生存系统”网络；要设计一个计算机网络，就必须选择合适的通信系统；电话交换系统—线路交换(Cir

5、cuitSwitching)不适用于计算机数据通信；计算机数据通信——突发性的数字信号；电话交换网传输——连续的语音信号；如果用电话线路来计算机数据通信，信道利用率≤1%；必须研究适用于计算机通信的新的交换技术；美国国防部高级研究计划局ARPA的早期研究的项目包括分组交换研究课题；分组交换的概念最初是在1964年提出来的；1967年初ARPA着手于计算机连网的课题；1967年6月正式公布了研究计划；1969年12月美国第一个使用分组交换技术的ARPANET投入运行，虽然当时仅有4个结点；分组交换网的出现是现代电信

6、时代开始的标志。ARPANET是计算机网络技术发展的一个重要的里程碑，它对计算机网络技术发展的主要贡献表现在以下几个方面：完成了对计算机网络定义、分类的研究；提出了资源子网、通信子网的网络结构概念；研究了分组交换方法；采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系；计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，那么计算机网络从逻辑功能上就可以分为资源子网和通信子网两部分；资源子网由主计算机系统、终端、连网外设、各种软件资源与信息资源组成；资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种共享的网络资源与网络服务。通

7、信子网由通信控制处理机、通信线路与其它通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信子网与资源子网的结构ARPANET的研究成果在推动计算机网络发展上有着深远的意义。在它的基础上，七、八十年代计算机网络发展十分迅速，出现了大量的计算机网络，仅美国国防部就资助建立了多个计算机网络；同时还出现了一些研究试验性网络、公共服务网络、校园网。公用数据网(PDN，PublicDataNetwork)与局域网络(LAN，LocalAreaNetwork)技术发展迅速。计算机网络由资源子网与通信子网构成的结构，使网络的

8、数据处理与数据通信有了清晰的功能界面；计算机网络可以分成资源子网与通信子网来分别组建；通信子网可以是公用的；70年代中期，世界上便开始出现了由邮电部门或通信公司统一组建和管理的公用分组交换网，即公用数据网PDN；通过远程通信线路组建的网络——广域网；局部区域计算机连网——局域网；在70年代初期，一些大学和研究所为实现实验室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