计算机网络的发展历程和核心技术
计算机网络的发展可以追溯到20世纪60年代,经历了四个主要阶段。第一阶段是以单个计算机为中心的面向终端的网络系统,这种系统主要是为了批处理信息,但存在响应时间长和系统可靠性低的问题。随着技术的进步,1970年代进入了第二阶段,即分组交换网的出现。分组交换技术借鉴了电路交换的思想,但针对数字信号通信的特点进行了优化,解决了静态资源分配和通信效率问题。
分组交换的核心是存储转发机制,即将数据报文划分为多个小数据块(分组),每个分组前加上首部信息,包括源和目的地址等。这些分组在网络中独立传输,通过节点交换机进行存储和转发。这种方法允许网络动态分配资源,提高了线路利用率和网络的可靠性。1969年ARPANET的诞生,标志着分组交换技术的成功应用,被视为现代计算机网络的开端。
分组交换网络有多个优点,如灵活的带宽分配、更好的容错能力和适应不同速率设备通信的能力。然而,它也有不足,如分组传输的延迟不一致可能导致实时应用的困难,额外的首部信息会减少有效载荷,以及复杂的路由可能导致网络拥塞。
随着技术的进一步发展,计算机网络在第三和第四阶段引入了更多高级概念和技术,如TCP/IP协议栈、局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和万维网(WWW)。TCP/IP协议成为了现代网络通信的基础,它定义了网络层的IP协议(用于寻址和路由)和传输层的TCP协议(确保数据的可靠传输)。局域网和广域网则扩大了网络覆盖范围,使得不同地理位置的计算机能够互相连接。互联网的普及和万维网的出现,使得信息共享和全球通信成为可能。
谢希仁编著的《计算机网络》第四版习题解答涵盖了这些关键知识点,帮助读者深入理解计算机网络的基本原理和实际应用。通过解答这些习题,读者可以掌握网络通信的各个环节,包括网络层次结构、协议交互、数据传输机制以及网络安全等方面的知识,为理解和设计复杂的网络系统打下坚实基础。