第一章基本概念-清华大学出版社.doc

第1章 计算机网络基础 计算机网络已经扩展到日常生活的各个层面，时刻影响着人们的行为方式。无论在家里、单位，还是在路上，人们都离不开网络，网络已成为生活和工作中重要的组成部分。网络新技术的发展让这个数字化的世界变得越来越丰富。 从某种意义上来说，计算机网络的发展水平不仅反映出一个国家计算机和通信技术的水平，而且已成为衡量国家综合实力乃至现代化程度的重要标志之一。 1.1 计算机网络概述 计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介质相互物理地连接，并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现信息交换、资源共享、协同工作和在线处理等功能的计算机系统。它给人们的生活带来了极大的便利，如办公自动化、网上银行、网上订票、网上查询、网上购物等。计算机网络不仅可以传输数据，也可以传输图像、声音、视频等多种媒体形式的信息，计算机网络不仅广泛应用于政治、经济、军事、科学等领域，而且已应用于社会生活的方方面面。 1.1.1 计算机网络的基本概念 计算机网络(Computer Network)是利用通信线路和通信设备，把分布在不同地理位置的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备互相连接，按照网络协议进行数据通信，利用功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物。 在计算机网络中，多台计算机之间可以方便地互相传递信息，因此，资源共享是计算机网络的一个重要特征。用户能够通过网络来共享软件、硬件和数据资源。 现代计算机网络可以提供多媒体信息服务，如图像、语音、视频、动画等。各种新的网络应用也不断出现，如视频点播VOD(Video On Demand)、网上交易(E-Marketing)、视频会议(Video Meeting)等。 1.1.2 计算机网络的演变 进入21世纪以来，计算机网络获得了飞速的发展。回顾20世纪90年代，在我国还很少有人接触网络。而现在，计算机通信网络和Internet已成为我们日常生活的一部分。网络被应用于工商业的各个方面，包括电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业等，都以计算机网络系统为基础。从学校远程教育到政府日常办公，乃至现在的电子社区，很多方面都离不开网络技术。可以毫不夸张地说，计算机网络在当今世界无处不在。 20世纪50年代中期，美国半自动地面防空系统(Semi-Automatic Ground Environment，SAGE)开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试，在SAGE系统中，把远程的雷达和其他测控设备的信息经由线路汇集至一台IBM计算机上进行集中处理与控制。 世界上公认的、成功的第一个远程计算机网络，是在1969年由美国高级研究计划署(Advanced Research Projects Agency，ARPA)组织研制成功的。该网络被称为ARPAnet，它是Internet的前身。 随着计算机网络技术的快速发展，计算机网络的发展大致可以划分为以下4个阶段。 1. 诞生阶段 20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络，是以单台计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机订票系统。终端是一台计算机的外部设备，包括显示器和键盘，无CPU和内存。随着远程终端的增多，为了减轻中心计算机的负载，在通信线路和计算机之间设置了一个前置处理机(Front End Processor，FEP)或通信控制处理机(Communication Control Processor，CCP)，专门负责与终端之间的通信控制，使数据处理和通信控制分开。在终端机较为集中的地区，采用了集中管理器(集中器或多路复用器)，用低速线路把附近群集的终端连起来，通过Modem及高速线路与远程中心计算机的前端机相连。这样的远程联机系统，既提高了线路的利用率，又节约了远程线路的投资。 当时，人们把计算机网络定义为：以传输信息为目的而连接起来的、实现远程信息处理或进一步实现资源共享的系统。这样的通信系统已经具备了网络的雏形。 2. 形成阶段 20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络，是以多台主机通过通信线路互连起来的，为用户提供服务，典型的代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPAnet。主机之间不是直接用线路相连，而是由接口报文处理机(Interface Message Processor，IMP)转接后互连。IMP和它们之间互连的通信线路一起负责主机间的通信服务，构成了通信子网。通信子网互连的主机负责运行程序，提供资源共享，组成了资源子网。这个时期，网络的概念为：以能够相互共享资源为目的互连起来的，具有独立功能的计算机的集合体。这就形成了计算机网络的基本概念。 3. 互连互通阶段 20世纪70年代末至90年代的第三代计算机网络，