计算机网络是现代信息技术的核心组成部分,它通过通信设备和线路将分布在不同地理位置的多台计算机连接在一起,形成一个能够实现数据交换、资源共享、分布式处理和安全可靠通信的系统。本章主要介绍了计算机网络的基础知识,包括其发展历史、定义、功能、特点、组成以及分类。
计算机网络的发展历程可以分为四个主要阶段:面向终端的计算机网络(20世纪50年代初至60年代中期),这一阶段的网络主要是中心计算机与多个终端之间的连接;多主机互联的网络阶段(20世纪60年代中期至70年代中期),在这个阶段,多台主机开始直接相互通信;开放式标准化计算机网络阶段(20世纪70年代末至90年代中期),标准化的网络协议和开放体系结构出现,促进了网络的快速发展;网络互连与高速网络阶段(20世纪90年代末至今),互联网的普及和高速网络技术的应用,如宽带网络和无线网络,使得全球信息交流变得更加便捷。
计算机网络的定义强调了其独立功能的计算机系统相互连接,通过网络软件支持实现数据通信和资源共享。网络的主要功能包括数据通信、资源共享(硬件、软件和数据)、分布式处理和负荷均衡,同时提供可靠性、独立性、高效性、扩充性、透明性、可控性和廉价性。
计算机网络系统在逻辑上由资源子网和通信子网构成,前者负责信息处理,后者负责信息传输。网络硬件通常包括主体设备、网络设备(如路由器)和传输介质,而软件则包括网络协议、通信软件、网络操作系统和应用软件。计算机网络可以根据数据交换方式、覆盖范围、物理信道媒体、拓扑结构和应用范围等多种方式进行分类。
常见的网络拓扑结构有总线型、环形、星型、树型和网状型,以及混合型结构。每种结构都有其优势和适用场景。标准化组织在计算机网络发展中扮演了重要角色,例如ISO、ITU、IEC、ANSI、IEEE、EIA和ECMA等,它们制定了一系列标准,促进了网络技术的统一和兼容性。
计算机网络是现代社会信息交流的关键基础设施,它的形成和发展历程、基本概念、功能、特点以及组织结构的标准化,都是理解网络技术及其应用的重要基础。随着科技的不断进步,计算机网络将持续发展,为人类社会带来更多创新和便利。