《计算机网络概述》
计算机网络是现代信息技术的核心组成部分,它是计算机技术与通信技术相互融合的产物。本章主要介绍了计算机网络的发展历程、定义、功能、网络组成与结构、分类以及网络体系架构等相关知识。
1. 计算机网络的发展阶段
计算机网络的发展可以追溯到20世纪50年代,起初是为满足军事需求,如美国的SAGE系统,将计算机与通信设备结合,实现了远程信息处理。随后,分时多用户系统如SABRE的出现,形成了早期的联机系统,即以单台计算机为中心的网络雏形。进入60年代,ARPANET的诞生标志着现代计算机网络的形成,其采用的分组交换技术和TCP/IP协议为后来的互联网奠定了基础。70年代至80年代,网络体系结构的标准化工作如ISO/OSI参考模型和TCP/IP的推广,推动了网络技术的快速发展。局域网(LAN)技术的兴起,如以太网,为局部区域内的计算机互连提供了解决方案。90年代,随着Internet的广泛应用,信息高速公路的概念提出,高速网络技术得到了前所未有的发展。
2. 计算机网络的定义与功能
计算机网络是指将地理位置分散的计算机通过通信设备和通信线路连接起来,实现资源共享和信息传递的系统。其功能主要包括数据通信、资源共享、分布式处理和网络管理等。实时应用如视频会议和在线游戏强调低延迟和高带宽,而非实时应用如电子邮件则对响应时间的要求相对较低。
3. 网络组成与结构
网络由物理组成(硬件设备如计算机、路由器、交换机等)、逻辑结构(数据通信的方式)、拓扑结构(网络设备的物理布局,如总线型、环形、星形、网状等)、体系结构(如ISO/OSI七层模型和TCP/IP四层模型)等部分构成。这些元素共同决定了网络的性能和可扩展性。
4. 网络分类
主要分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、个人区域网(PAN)和无线接入网(RAN)。LAN覆盖有限的地理范围,如办公室或校园;MAN在城市范围内提供服务;WAN跨越更广阔的地域,如Internet;PAN适用于短距离设备间通信,如蓝牙;RAN用于无线网络接入。
5. 网络体系结构
ISO/OSI参考模型定义了七层结构,分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,而TCP/IP模型则简化为四层,包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。两者虽有差异,但都为网络协议的设计和实现提供了框架。
6. 标准化与局域网发展
标准化工作如IBM的SNA、DEC的DNA以及ISO的OSI模型推动了网络技术的标准化进程。局域网技术,尤其是以太网,通过DIX和IEEE 802.1等标准,成为了局域网的主流标准,推动了网络技术的普及。
计算机网络的发展与演进不仅改变了信息传递的方式,也深刻影响了现代社会的运行模式。从早期的军事应用到如今的全球互联网,网络技术的进步始终伴随着标准的制定和完善,不断推动着信息社会的前进。