计算机网络：概念、形成与发展

所谓计算机网络，就是由地理上分散的、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和传输介质互相连接起来，在功能完善的网络软件（包括网络协议和网络操作系统等）的支持下，实现通信和资源共享的系统。

计算机网络从20世纪60年代开始发展至今，经历了从单机到多机、由终端与计算机之间的通信演变到计算机与计算机之间的直接通信的变化。计算机网络的发展大致上分为4 个阶段。

1.面向终端的第一代计算机网络

计算机网络主要是计算机技术和信息技术相结合的产物，它从20世纪50年代起步至今已经有60 多年的发展历程。在20世纪50年代以前，因为计算机主机相当昂贵，而通信线路和通信设备相对便宜，为了共享计算机主机资源和进行信息的综合处理，形成了第一代的以单主机为中心的联机终端系统（如图8-1-1所示）。

图8-1-1　面向终端的计算机网络

在第一代计算机网络中，因为所有的终端共享主机资源，终端到主机都单独占一条线路，所以使得线路利用率低；同时因为主机既要负责通信又要负责数据处理，因此主机的效率低。这种网络组织形式是集中控制形式，所以可靠性较低，如果主机出问题，所有终端都被迫停止工作。面对这样的情况，当时人们提出的改进方法，就是在远程终端聚集的地方设置一个终端集中器，把所有的终端聚集到终端集中器，而且终端到集中器之间是低速线路，而终端到主机之间是高速线路，这样使得主机只要负责数据处理而不需负责通信工作，大大提高了主机的利用率。

在第一代计算机网络中，除了主机具有独立的数据处理能力外，其他终端设备都没有独立的处理能力。第一代计算机网络的主要功能是数据通信。

2.以通信子网为中心的主机互联

第二代计算机网络以远程多机互联为主要特征。到20世纪60年代中期，计算机网络不再局限于单计算机网络，许多单计算机网络相互连接形成了有多个单主机系统相连接的计算机网络。

1969年，美国国防部高级计划研究署网络ARPAnet 是计算机网络技术发展的一个重要产物，它为后来的Internet 网络的形成奠定了基础。

第二代计算机网络体系有两个特点：(www.xing528.com)

①多个终端联机系统互联，形成了多主机互联网络。

②网络结构体系由主机到终端变为主机到主机。

后来这样的计算机网络体系向两种形式演变。第一种就是把主机的通信任务从主机中分离出来，由专门的CCP（通信控制处理机）来完成。CCP 组成了一个单独的网络体系，我们称它为通信子网。在通信子网基础上连接起来的计算机主机和终端则形成了两层结构的资源子网。第二种就是通信子网规模逐渐扩大成为社会公用的计算机网络，原来的CCP成为公共数据通用网。

第二代计算机网络的功能更多地体现为资源共享，而不再局限于数据通信。

3.开放式标准化网络

计算机网络在起步阶段大多都是由大学或者公司独立研制开发，互相之间没有统一的标准，这就导致了各个计算机网络产品在性能上和技术上有很大的不同。用户很难将这些不同的网络连接起来，在使用上也有很多不便。

1984年，国际标准化组织（ISO）提出了一个“开放式系统互联参考模型（OSI）”的标准。这个模型成为公认的新一代网络体系机构的基础。从此，计算机网络走上了标准化的道路。

图8-1-2　以通信子网为中心的主机互联

4.现代化的计算机网络

计算机网络的高速发展开始于20世纪80年代，具有高速化、实时化、智能化、集成化和多媒体化的发展趋势。以Internet 为代表的互联网成了计算机网络发展的主体。