计算机网络的发展历程主要分为四个阶段,每阶段都有其独特的特点和技术演进:
1. **第一阶段:面向终端的网络系统(20世纪60年代)**
在这个阶段,计算机网络主要是围绕单一的大型主机,连接多个终端。系统设计的目标是提供批处理服务,但存在响应时间长和系统可靠性低的问题。一旦主机故障,整个网络会瘫痪。
2. **第二阶段:分组交换网络系统(20世纪70年代)**
针对第一阶段的缺点,人们发展了分组交换技术,以多主机互连的形式提高网络的可靠性和可用性。分组交换借鉴了电信领域的交换思想,但又有所不同。它不再要求通信全程保持固定的线路连接,而是将数据分段(分组),每个分组独立传输,通过存储转发的方式在节点间移动。这种技术显著提高了线路资源的利用率,特别是对于数据产生不连续的计算机通信。
- **分组交换的核心概念**:数据报文被分割成若干分组,每个分组包含头部信息,如源和目的地址,便于在网络中定位和重组。分组交换网络如ARPANET(先进研究项目局网络)的出现,标志着计算机网络新时代的开始。
3. **分组交换的优点与不足**
- **优点**:
- 动态分配带宽,提高了资源利用率。
- 能够处理不同速率的通信,支持异构网络互连。
- 可靠性较高,因为即使部分网络节点故障,其他分组仍能通过其他路径传输。
- **不足**:
- 分组传输延时不固定,不适合实时通信。
- 分组头部信息增加了数据传输的开销,降低了有效数据的传输率。
- 网络中的拥塞控制和路由选择复杂,可能导致额外的延迟和丢包。
随着技术的不断发展,计算机网络在分组交换的基础上继续演进,引入了更高级的协议和机制,如TCP/IP协议栈,以支持各种复杂的服务和应用,包括互联网的全球互联。此外,为了应对实时通信的需求,后续还发展了如ATM(异步传输模式)和IP over ATM等技术,以提供更好的服务质量(QoS)。如今,计算机网络已经深入到生活的各个方面,成为现代社会不可或缺的基础架构。