1.2.1 计算机网络的产生和发展史

guocunqi 2015-02-09

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1.2.1计算机网络的产生和发展史
计算机网络近年来获得了飞速的发展。20年前，很少有人接触过网络。现在，计算机通信已成为我们社会结构的一个基本组成部分。网络被用于工商业的各个方面，包括广告宣传、生产、销售、计

划、报价和会计等。后来，绝大多数公司拥有了多个网络。从小学到研究生教育的各级学校都使用计算机网络为教师和学生提供全球范围的联网图书信息的即时检索和查寻等业务。从联邦到州和地方的各级政府使用网络，各种军事单位同样如此。简而言之，计算机网络已遍布全球各个领域。
计算机网络从20世纪60年代发展至今，己经形成从小型的办公局域网络到全球性的大型广域网的规模。对现代人类的生产、经济、生活等各个方面都产生了巨大的影响。计算机互连系统这个阶段的典型代表是：1969年12月，由美国国防部（DOD）资助、国防部高级研究计划局（ARPA）主持研究建立的数据包交换计算机网络ARPANET。ARPANET网络利用租用的通信线路连接美国加州大学洛杉机分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学和犹太大学四个结点的计算机连接起来，构成了专门完成主机之间通信任务的通信子网。通过通信子网互连的主机负责运行用户程序，向用户提供资源共享服务，它们构成了资源子网。该网络采用分组交换技术传送信息，这种技术能够保证如果这四所大学之间的某一条通信线路因某种原因被切断以后，信息仍能够通过其他线路在各主机之间传递。也不会有人预测到时隔二十多年后，计算机网络在现代信息社会中扮演了如此重要的角色。ARPANET网络已从最初的四个结点发展为横跨全世界一百多个国家和地区、挂接有几万个网络、几百万台计算机、几亿用户的因特网（Internet），也可以说Internet全球互联网络的前身就是ARPANET网络。Internet是当前世界上最大的国际性计算机互联网络，而且还在不断地迅速发展之中。

纵观计算机网络的发展历史可以发现，它和其他事物的发展一样，也经历了从简单到复杂，从低级到高级的过程。在这一过程中，计算机技术与通信技术紧密结合，相互促进，共同发展，最终产生了计算机网络。总体看来，网络的发展可以分为四个阶段。
在计算机网各出现之前，信息的交换是通过磁盘进行相互传递资源的，如图1-1所示

在1946年，世界上第一台数字计算机问世，但当时计算机的数量非常少，且非常昂贵。而通信线路和通信设备的价格相对便宜，当时很多人都很想去使用主机中的资源，共享主机资源和进行信息的采集及综合处理就显得特别重要了。1954年，联机终端是一种主要的系统结构形式，这种以单主机互联系统为中心的互联系统，即主机面向终端系统诞生了。如图1-2所示。

在这里终端用户通过终端机向主机发送一些数据运算处理请求，主机运算后又发给终端机，而且终端用户要存储数据时向主机里存储，终端机并不保存任何数据。第一代网络并不是真正意义上的网络而是一个面向终端的互联通信系统。当时的主机负责两方面的任务：
(1) 负责终端用户的数据处理和存储
(2) 负责主机与终端之间的通信过程

所谓终端就是不具有处理和存储能力的计算机。

随着终端用户对主机的资源需求量增加，主机的作用就改变了，原因是通信控制处理机（Communication Control Processor，CCP）的产生,它的主要作用是完成全部的通信任务，让主机专门进行数据处理，以提高数据处理的效率，如图1-3所示

当时主机主要作用是处理和存储终端用户发出对主机的数据请求，通信任务主要由通信控制器(CCP)来完成。这样把通信任务分配给通信控制器这样主机的性能就会有很大的提高，集线器主要负责从终端到主机的数据集中收集及主机到终端的数据分发。
联机终端网络典型的范例是美国航空公司与IBM公司在20世纪60年代投入使用的飞机订票系统(SABRE-I)，当时在全美广泛应用。

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。第二代网络是从20世纪60年代中期到70年代中期，随着计算机技术和通信技术的进步，己经形成了将多个单主机互联系统相互连接起来，以多处理机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为终端用户提供服务。如图1-4所示

第二代网络是在计算机网络通信网的基础上通过完成计算机网络体系统结构和协议的研究，形成的计算机初期网络。如，20世纪60至70年代初期由美国国防部高级研究计划局研制的ARPANET网络，它将计算机网络分为资源子网和通信子网,如图1-5所示。

所谓通信子网一般由通信设备、网络介质等物理设备所构成（就是虚线所连接的部分，如图1-4所示）；而资源子网的主体为网络资源设备，如：服务器、用户计算机（终端机或工作站）、网络存储系统、网络打印机、数据存储设备(虚线以外的设备)等。在现代的计算机网络中资源子网和通信子网也是必不可少的部分，通信子网为资源子网提供信息传输服务，而且资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上的。没有通信子网，网络就不能工作，如果没有资源子网，通信子网的传输也就失去了意义，两都结合起来组成了统一的资源共享网络。
第二代网络应用的是网络分组交换技术进行对数据远距离传输。分组交换是主机利用分组技术将数据分成多个报文，每个数据报自身携带足够多的地址信息，当报文通过节点时暂时存储并查看报文目标地址信息，运用路由算选择最佳目标传送路径将数据传送给远端的主机，从而完成数据转发。
20世纪80年代是计算机局域网络的发展的盛行的时期。当时采用的是具有统一的网络体系结构并遵守国际标准的开放式和标准化的网络，它是网络发展的第三代阶段。
在第三代网络出现以前网络是无法实现不同厂家设备互连的，早期，各厂家为了霸占市场，各厂家采用自己独特的技术并开发了自己的网络体系结构，当时，IBM发布的SNA(System Network Architecture，系统网络体系统结构)和DEC公司发布的DNA（Digital Network Architecture，数字网络体系统结构）。不同的网络体系结构是无法互连的，所以不同厂家的设备无法达到互连，即使是同一家产品在不同时期也是无法达到互连的，这样就阻碍了大范围网络的发展。后来，为了实现网络大范围的发展和不同厂家设备的互连，1977年国际标准化组织ISO（International Organization for Standardization,ISO）提出一个标准框架——OSI（Open System Interconnection/ Reference Model,开放系统互连参考模型）共七层。1984年正式发布了OSI,使厂家设备、协议达到全网互连。
进入20世纪90年代后至今都是属于第四代计算机网络，第四代网络是随着数字通信出现和光纤的接入而产生的，其特点：网络化、综合化、高速化及计算机协同能力。同时，快速网络接入Internet的方式也不断地诞生如： ISDN、ADSL、DDN、FDDI和ATM网络等。

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