从达尔文进化论角度看网络体系结构的发展

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1、从达尔文进化论角度看网络体系结构的发展摘要：本文在深刻认识达尔文进化论“物竞天择，适者生存”的基础上，分析了计算机网络发展的四个阶段。从进化论的角度给出了网络体系结构发展的必然性以及未来的发展趋势。关键字：达尔文进化论，网络发展，体系结构APerspectiveontheDevelopmentofNetworkArchitecturefromaViewpointofEvolutionAbstract.ThispaperdeeplyanalyzestheEvolutionprinciple,whichisnaturalselection,andth

2、efourstagesoftheevolutionofcomputernetwork.Andfinally,atrendandnecessityoffuturedevelopmentofnetworkarchitectureisgiven.Keyword.Darwin’sTheoryofEvolution,NetworkDevelopment,Architecture1.引言达尔文于1859年出版的《物种起源》，震动了生物学界。书中用大量资料证明了形形色色的生物都不是上帝创造的，而是在遗传、变异、生存斗争和自然选择中，由简单到复杂，由低等到高等，

3、不断发展变化的，这一生物进化论学说被列为自然科学的三大发现之一。然而，“物竞天择、适者生存”原则，不仅仅适用于生物学，其真理同样适用于网络体系结构的发展。在网络体系结构几十年的发展过程中，“物竞”到底竞的是什么，“天择”又是谁在选择，本文将沿着计算机网络发展的脉络，从这两个问题出发，剖析网络体系结构的发展过程和发展趋势。计算机网络出现的历史不长，但发展很快，经历了一个从简单到复杂的演变过程。数据表明，电话自发明以来用了75年累积了5000万用户，收音机用了35年。电视机和移动电话分别用了13和12年。而计算机网络只用了4年的时间。究其原因，主要有

4、以下几个方面：一是技术方面，分组交换理论的提出以及TCP/IP为代表的网络体系结构的开发成功为网络的普及提供了技术支持；二是社会方面，网络作为一个开放的系统，为用户提供了充分的自由空间，每个用户有自己的需求，随着用户需求的不断增加，必需要有更好更完善的网络体系结构来满足用户。第三便是商业原因，更完善的网络体系结构才能带来更多的用户，才能有更多的商业利润，因此各大厂商、组织不遗余力完善并提出自己的网络体系结构。所以从达尔文进化论的角度可以这样说，商业利润（或者说更多的用户）便是竞争的资源，而人们对于资源共享的需要则是“天择”。2.计算机网络发展的四

5、个阶段网络的演变过程可以大致概括为面向终端的计算机网络、计算机--计算机网络和开放式标准化计算机网络三个阶段。而其中第三个阶段开放式和标准化阶段便是网络体系结构产生和发展的阶段。2.1第一代计算机网络：面向终端的计算机网络（单纯的面向终端，没有网络体系结构）1946年，世界上第一台数字计算机ENIAC在美国诞生时，计算机和通信并没有什么关系。早期的计算机系统是高度集中的，所有设备安装在单独的大房间中。最初，一台计算机只能供一个用户使用。后来出现了批处理和分时系统，一台计算机虽然可以同时为多个用户服务，但若不和数据通信相结合，分时系统所连接的多个终

6、端都必须紧挨着主计算机，用户必须到计算机中心的终端去使用，显然不是方便的。1951年，美国麻省理工学院林肯实验室就开始为美国空军设计称为SAGE（Semi-AutomaticGroundEnvironment）的半自动化地面防空系统，该系统于1963年建成，被认为是计算机和通信技术结合的先驱。2.2第二代计算机网络：计算机－计算机网络（ARPnet诞生，网络体系结构初见端倪）1957年10月，原苏联发射了人类历史上第一颗人造地球卫星。这次发射成功达大大震惊了美国朝野。美国政府遂决定在美国国防部领导下成立高级研究计划局（APRA）。鉴于军事的刺激，

7、为了更好的满足计算机之间通信的需要，计算机网络的雏形ARPAnet变应运而生了。最初的ARPAnet基于主机-主机通信协议。它的产生并非偶然，正式外界军事（经济）的刺激，原有的通信方式无法满足需要，才有了ARPAnet的产生。因此可以说是“物竞天择，适者生存”。2.3第三代计算机网络：开放式标准化网络（网络体系结构真正产生，层次模型）此后，随着ARPAnet的规模不断扩大，到20世纪70年代后期，网络结点超过60个，主机100多台，地理范围跨越了美国东部的西部的许多大学和研究机构。但是这种第二代计算机有不少弊病，不能适应信息社会日益发展的需要。随

8、着不同网络的产生，ARPAnet、PRnet、SATnet等等，他们有着各自的接口定义、分组长度、传输速率和通信协议。因此把不同的第二代