计算机网络是计算机科学技术与通信技术逐步发展、紧密结合的产物，是信息社会的基础设施，是信息交换、资源共享和分布式应用的重要手段。随着信息社会的蓬勃发展和计算机网络技术的不断更新，计算机网络的应用已经渗透到各行各业乃至于家庭，并且不断改变人们的思想观念、工作模式和生活方式。一个国家的信息基础设施和网络化程度已成为衡量其现代化水平的重要标志。
1。1  计算机网络的概念什么是计算机网络？这里给出如下定义：凡将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，且以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络资源共享的系统，可称为计算机网络。早期，计算机网络只是包括两台用缆线彼此连接起来的计算机，其目的是实时共享数据。如今，无论是多么复杂的网络，都是从这个简单系统和最初目的发展起来的。
1。1。1 为什么使用网络：人们使用网络主要是为了共享资源和进行在线通信。资源包括数据、应用程序和外围设备。在线通信指通过计算机网络进行实时传输信息。1。共享数据网络存在之前，人们限于通过如下方法共享信息：1。彼此通过电话、信函等告诉对方信息。2。把信息复制到软盘上，再在另一台计算机上读取。使用计算机网络，就可以将公共数据信息存放在网络服务器上。这样，接入网络的用户就可以使用那些公共数据信息，而不必把数据复制到本地的计算机中。
2。共享应用研究程序： 网络可用来规范应用程序的使用，例如字处理软件，可以确保每人使用相同的应
用程序和版本。对应用程序的规范可以减少所需要的技术支持，学习使用一种应用程序比学习使用四五种要容易得多，同一版本的应用程序以相同的方法在所有计算机上安装要更容易些。
3。共享外围设备：在网络诞生之前，人们需要各自的打印机和扫描仪等外围设备，那时候共享打印机的方法就是每人轮流使用与打印机相连的计算机进行打印工作。 现在，网络使得几个人同时共享外围设备成为可能。如果许多人都需要使用打印机，那么他们可以使用网络上的打印机，并且打印的副本可以自动放入各自的文件盒中。
4。在线通信：是计算机网络通信的经典形式，至今仍在广泛使用。企业或部门投资建网的目的之一就是可以收、发和进行各种任务的协调。可以在数秒钟或者数分钟内把信件传递到世界各地，且费用便宜。现在不仅可以传递文本文件，还可以传递声音、图形、图像等多媒体文件。 此外，利用网络
打长途电话、召开视频会议、进行远程医疗会诊和远程教育等，已成为切实可行和有效的应用手段。
1。1。1计算机网络的形成 早在1952年，当计算机还处于第一代电子管时期，美国就建立了一套SAGE系统，即半自动地面防空系统。该系统将远距离的雷达和其他设备的信息，通过通信线路汇集到一台旋风计算机，第一次实现了利用计算机远距离地集中控制和人——机对话。SAGE系统的诞生被誉为计算机通信发展史上的里程碑。计算机网络的形成，大致可分为三个阶段：计算机终端网络、计算机通信网
络和计算机网络
  1。计算机终端网络：计算机终端网络又称为分时多用户联机系统。早期的计算机系统规模庞大、价格昂贵，设置在专用机房，并利用通信设备和线路连接多个终端设备。在通信软件的控制下，各个用户可以在自己的终端上分时轮流地使用中央计算机系统的资源，这样既克服了到机房排队等待的现象，又提高了计算机的效率。终端设备是用户访问中央计算机系统的窗口，它具有特殊的编辑和会话功能。一台计算机所能连接的终端数量随其中央计算机的性能而定，处理能力强且运行速度快的计算机连接的终端设备就多些，而处理能力低且运行速度稍慢的计算机连接的终端设备就相对要少一些。20世纪50年代末期，随着集成电路的发展，这种单一计算机系统连接多个终端的网络大量出现，从而形成计算机网络发展的第一个阶段。面向终端的网络存在两个主要缺点：1。主计算机的负荷较重，它既要承担多终端系统的通信控制和通信数据的处理工作，同时又要执行每个用户的作业。2。由于终端设备的速率低，操作时间长，尤其是在远距离时，每个用户独占一条通信线路，因此花费的费用高。另外，这种操作方式需要频繁地打扰主计算机，也影响了其工作效率。目前，我国金融系统等领域广泛使用的多用户终端系统就属于计算机终端网络，只不过其软、硬件设备和通信设施都已更新换代，提高了网络的运行效率。
  2。计算机通信网络:20世纪60年代中期，计算机获得日益广泛的应用。在一些大型公司、企事业部门和军事部门中，往往拥有若干个分散的计算机终端网络连接起来，就形成了以传输信息为主要目的的计算机通信网络。计算机终端网络是以中央计算机为核心的集中式系统，只有“终端——计算机”之间的通
信。而计算机通信网络是含有前端处理机的多机系统，它不仅在系统内部而且在互连的系统间实现了“计算机——计算机”之间的通信。在终端设备和主计算机（HOST）之间增加一台功能简单的计算机，专门用于处理终
端设备的通信信息及控制通信线路，并能对用户的作业进行某些预处理操作，因此称之为前端处理机FEP；集中器用于终端设备较密集的地方，以减少终端对前端处理机的频繁打扰。它以存储、装配成用户的作业信息，然后再传给前端处理机，前端处理机以中断方式把收到的数年据送给主计算机进行处理（前端处理机有时先进行一些预处理操作）。当主计算机要向终端发送数据时，先送到前端处理机，然后由前端处理机传给集中器，再由集中器按照信息中指定的终端设备地址分配给相应的终端用户。在计算机通信网络中，主机系统之间的数据传输老师通过各自的前端处理机实现的。由于全网缺乏统一的软件控制信息交换和资源共享，因此它仍发球计算机网络的低终形式这一时期被视为计算机网络发展和第二阶段。
  3。计算机网络
　20世纪60年代末期，美国国防部高级研究计划局成功地开发了ARPA网络，它是世界上第一个资源共享为主要目的的计算机网络，它的诞生标志着计算机网络的发展进入到第三个阶段。 RPA网络在此1969年建立时仅有4个节点，到期1976年便发展为在全国有60个IMP（接口信息处理机）和100个主机
系统，并在地理上从美国本土延伸到夏威夷和欧洲。到了20世纪80年代，又发展成为具有100个IMP和300个主机系统的世界网络。虽然ARPA网络已于1990年退役，但它为今天的因特网的诞生与发展奠定了基础。
  计算机网络与计算机通信网络硬件组成一样，都是由主计算机系统、终端设备、通信设备和通信线路4大部分组成的。在结构上老师将若干个多机系统用高速通信线路连接起来，使它们的主计算机之间能相互交换信息、调用软件，以及调用其中任一主计算机系统的任何资源。计算机网络与计算机通信网络的根本区别是，计算机网络是同网络操作系统软件来实现网络资源的共享和管理的；而计算机通信网络中，用户只能把网络看做是若干个功能不同的计算机系统的集合，为了访问这些资源，用户需要自行确定其所在的位置，然后才能调用。因此，计算机网络不只是计算机系统的简单连接，还必须有网络操作系统的支持。
计算机网络是计算机应用的高级形式，它充分体现了信息传输与分配手段和信息处理手段的有机联系。从功能角度出发，计算机网络可以看成是由通信子网和资源子网两个部分构成的，从用户角度来看，计算机网络是一个透明的数据传输机构，网上的用户不必考虑网络的存在而访问网络的任何资源。需要说明的是，上述计算机网络三个阶段的划分并不是绝对的，各阶段之间也不是能迥然分得很清的。如第一阶
段以面向终端为主，而第二阶段也属面向终端的范畴，第二阶段和第三阶段也同样存在交叉，甚至有的书刊并不把它们分开，而都视为计算机网络。
  1。3计算机网络的分类
计算机网络的品种繁多，性能各异，根据不同的分类原则，可以分为各种不同的类型的计算机网络。例如，按通信距离分可分为广域网、城域网和局域网；按信息交换方式分可分为电路交换网、分组交换网和综合交换网；按网络拓扑结构分可分为星型网、树型网、环型网和总线网等；按通信介质分可分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、和卫星网等；按传输带宽分可分为基带网和宽带网，凡此种种都是为了从不同角度对计算机网络技术进行研究。为便于理解，这里先对广域网、城域网和局域网的概念进行简要介绍，其他有关的概念将在后续章节中说明。根据计算机网络系统的覆盖范围和各计算机之间相隔的距离不同，可以将计算机网络分成广域网、城域网和局域网。
广域网又称远程网。当人们提到计算机网络时，通常指的是广域网。广域网最根本的特点就是其计算机颁布范围广，一般从数千米到数千千米，因此网络所涉及的范围可为市地区、省、国家，乃至全世界。由于这些传输网原来是用于传送声音信号的，这就使广域网的数据传输率较低，最大不超过64Kbps。由于传输距离远，又依靠传统的公共传输网，所以错误率较高，其传错率一般在10`3~10`5之间。此外，广域网的布局不规则，使得网络的通信控制比较复杂。尤其是使用公共传输网，要求连到网上的所有用户都必须严格遵守控制当局所制定的各种标准和规程，限制比较死。
城域网（MAN）的规模介于广域网和局域网之间，其大小通常覆盖一个城市。最初，MAN的主要应用是互连声调范围内的许多LAN。如今，MAN的应用范围已大大拓宽，能用来传输不同类型的业务，包括突发和实时数据、语音和视频等。MAN能有效地工作于多种环境，如一幢建筑物内、一个校园和分布于一个城市范围内的园区、企业各部门等互连。MAN的主要特征有：1。地理覆盖范围可达100km。2。传输速率为45Mbps~150Mbps。3。工作站数大于500个。4。传错率小，5。传输介质主要是光纤。6。既可用于专用网，又可用于公用网。
局域网（LAN）美国电气电子工程师协会（IEEE）的局部地区网络标准委员会曾提出如下定义：局域网网络在下列方面与其他类型的数据网络不同：通信一般被限制在中等规模的物理通信信道，而且这种信道具有始终一至的低误码率；局瓿地区网是专用的，由单一组织机构所使用。IEEE的上述定义虽然还没有成为普遍公认的提供web服务的是什么
定义，但它确实反映了局域网的一些根本特点。局域网的主要特点可以归纳如下：1。地理范围有限。参加组网的计算机通常处在1KM~2KM的范围内。2。具有较高的通频带宽，数据传输率高，一般为1Mbps~20Mbps。3。数据传输可靠，误码率低。4。局域网大多采用总线及环型拓扑结构，结构简单，实现容易。网上的计算机一般采用多路访问技术来访问信道。5。网络的控制一般趋向于分布式，从而减少了对某个节点的依赖性，避免或减小了一个节点故障对整个网络的影响。6。通常网络归一个单一组织所拥有和使用，也不受任何公共网络当局的规定约束，容易进行设备的更新和新技术的引用，不断
增强网络功能。
  需要指出的是，通常连接在局域网上的计算机不一定是微型计算机，但是，局域网迅速发展的背景却是微型计算机，如果组成局域网的计算机都是微型计算机的话，则称这种网络为微机局域网。
  1。2 计算机网络的功能与服务计算机网络的诞生，不仅使计算机的作用范围超越了地理位置的限制，方便了用户，而且也增强了计算机本身的功能。拓宽了报务，使得它在经济、军事、生产管理及教育、科学等部门发挥了重大作用，日益成为计算机应用的主要形式。
    1。2。1网络基本功能：以资源共享为目标的计算机网络，一般具有如下5个功能。1。资源共享功能2。均衡负荷及分布处理功能，3。信息的快速传输和集中处理功能，4。综合信息服务的功能，5。提高系统的性能性格比、维护方便、扩展灵活。
  1。2。2 网络基本服务：1。文件服务：包括以下几种功能：文件传输、文件存储器及数据移动、文件同步更新、文件归档。2。打印服务，3。消息服务，4。应用服务，5。数据库服务，6。目录服务。
  1。3 网络的结构：
  计算机网络是由计算机系统、数据通信系统和网络操作系统组成的有机整体。计算机系统是网络的基本模块，它提供各种网络资源；数据通信系统是连接网络基本模块的桥梁，它提供各种连接技术和信息
交换技术；而网络操作系统则是网络的组织管理者，它提供了各种网络服务。从计算机网络设计者的角度来看，网络模块的组成及其相互间的连接方式，决定了网络整体结构和性能。
  1。3。1网络的基本模块：  网络基本模块是组成计算机网络的基本要素，它是以计算机为核心、相对独立的资源点，它主要是由主机系统、通信控制处理机、终端系统、集中器、本地线路和调整线路组成的多机系统。
1。主机（HOST）：主机（指主计算机系统）在计算机网络中负责数据处理和网络控制。它和其他模块
中的主机连成后构成网络的主要资源。作为网络的主机。它具有下述功能：1。通信处理能力；　2。分时处理能力；3。多重处理能力；4。程序兼容能力；5。虚拟存储能力；6。数据库管理能力；主机与通信控制处理机之间利用通道或I/O接口相连，它们之间如同各自的外设。这样两台计算机同时工作，就像同一台计算机一样，可以获得最高效率的信息传输。
  2。终端（TERMINAL）：终端用户进行网络操作时使用的设备。它种类繁多，常用的有交互式终端、批理终端、汉字终端、智能终端及虚拟终端等。终端设备一般与通信控制处理机或集中器相连，与通信控制处理机相连的一般为近程终端，通过集中器再与通信控制处理机相连的一般为远程终端。为了提高处理能力，主机本身应尽量少接终端。
  3。通信控制处理机（CCP）：通信控制处理机的主要作用是控制本模块和终端设备之间的信息传送，以及对终端设备之间的通信线路进行控制管理。此外，它还是网络中各个模块之间的接口机，负责模块间的信息传输控制。通信控制处理机的主要功能是：1。线路传输控制；2。作业装配和拆卸；3。差错检测和恢复；4。路径选择和流量控制；5。代码转换。4。集中器（CONCENTRATOR）：集中器的作用是把若干终端经本地线路（一般为低速线路）集中起来，连接到1~2条高速线路上，以提高通信效率和降低通信费用。它的主要功能有差错控制、代码转换、信息缓存、电路转接及轮询等。集中器实质上是在终端一侧目而视的通信控制处理机，通常采用小型机或微型来担任。  5.本地线路： 本地线路是靠近终端设备的通信线路，由它把终端设备和通信控制处理机或者主机连接起来，构成模块内的面向终端的网络。由于它不超越模块的连接范围，所以称为本地线路。本地线路大多数是低速通信线路，可以用专线连接，也可心用交换线路连接。
  6。高速线路： 高速线路用于集中器到通信控制处理机，或网络中模块的通信控制处理机之间的连接。从网络的传输效率出发，这种通信线路一般采用高速线路，如同轴电缆和光缆等。：如上所述，网络模块大致由6部分组成。模块内部具有较复杂的结构关系，而同若干个模块组成的计算机网络，结构就更加复杂了。为了便于研究和设计网络的通信传输系统，通常采用图论和拓扑学的方法，将网络模块抽象成节点，通信线路抽象成链路，对网络的结构特性进行分析，以采用不同的技术来实现网络的通信和传输。

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