登陆注册
3398600000002

第2章 计算机网络

计算机网络是计算机技术与通信技术的结合,是当今计算机科学与工程中迅速发展的新兴技术之一,也是计算机应用中一个空前活跃的领域。人们可以借助计算机网络实现信息的交换和共享。如今,网络技术已经深入到人们日常工作、生活的每个角落,网络的存在随处可见,随处都可以享受到网络给我们生活带来的便利。

所谓计算机网络,是指利用通信手段,把地理上分散的、但能够以相互共享资源(硬件、软件和数据等)的方式有机地连接起来而又各自具备独立功能的计算机系统的集合。

计算机网络各种各样,小到办公室、实验室里几台计算机的连接,大到数家公司乃至多个国家的众多计算机联网。互联网就是一个连接着世界各地数百万台计算机的大型网络系统。但不管联网规模怎样,网络都应包含三个主要组成部分:若干台主机(Host)、一个通信子网和一系列的通信协议。

主机(Host):用来向用户提供服务的计算机。

通信子网:用于进行数据通信的通信链路和节点交换机。

通信协议:这是通信双方事先约定好的也是必须遵守的规则,这种约定保证了主机与主轨、主机与通信子网,以及通信子网中各节点之间的通信。

计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。最初的计算机网络是一台主机通过电话线连接若干个远程的终端,这种网络称为面向终端的计算机通信网,它是以单个主机为中心的星形网,效率低,功能也很有限。

第二代计算机网络在理念上发生了很大的变化,以ARPANET为代表的第二代计算机采用了以“通信子网”为中心的模式,即先构建一个通信子网,许多主机和终端设备在通信子网的外围再构成一个“用户资源子网”。由于通信子网可以采用租用的手段,加上对多路复用技术的应用,不再使用类似于电话通信的电路交换方式,而是采用更适合于数据通信的分组交换方式,大大降低了计算机网络中的通信费用。

20世纪70年代,由于人们对于计算机网络高度重视,形成了多家并举、群雄割据的局面。包括IBM在内的许多公司纷纷提出了自己的网络体系结构,这在很大程度上促进了计算机网络的发展,但也带来了一定的负面效应。例如,不同公司网络产品的连通就是一个大问题。为此,国际标准化组织ISO于1977年提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互相连通的标准框架,即“开放系统互连参考模型”简称OSI/RM。这是第三代计算机网络的一个真正的开端。

互联网出现于20世纪80年代的中期,在传入我国以后有各种各样的命名方法,现在已经被规范地称为国际互联网。目前已经连接了175个国家和地区,约1000万个网络,1.5亿多台计算机和4亿以上的用户,有10万多个组织注册了:互联网网络地址。它的发展之快受到了全世界的瞩目。互联网并没有完全按照OSI网络体系结构运作,也就是说它拥有一套自己的体系结构,不过它仍然属于第三代计算机网络。

从20世纪90年代至今,计算机网络的发展更加迅猛。随着各种高速通信子网的建成和完善,我们实际上已进入了第四代计算机网络,其突出的特点就是“快”。

1.计算机网络的功能

计算机技术和通信技术结合而产生的计算机网络,不仅使计算机的作用范围超越了地理位置的限制,而且也增大了计算机本身的威力,拓宽了服务,使它在各领域发挥了重要作用,日益成为计算机应用的主要形式。计算机网络具有下述功能。

数据通信。网络中的计算机之间可以进行数据传输,这是网络最基本的功能。

资源共享。入网的用户可以共享网络中的数据、软件和硬件资源,这是网络的主要功能。

提高系统的可靠性。用户可以借助硬件和软件的手段来保证系统的可靠性。

进行分布处理。可以把工作分散到网络中的各个计算机上完成。

集中控制、管理和分配网络中的软件、硬件资源。

2.计算机网络的服务

为了方便用户,计算机网络在其基本功能的基础上,又提供了以下几种有效的服务。

(1)文件与打印服务

文件服务可以有效地使用存储设备管理一个文件的多次复制,对关键数据进行备份等。它是计算机网络提供的主要服务之一。

打印服务用来对打印设备进行控制和管理。它可以减少一个部门所需要的打印机数量,通过打印队列作业管理减少计算机传送打印作业的时间,有效地共享特定的打印机。

(2)应用服务

应用服务是一种更替网络客户运行软件的网络服务。它可以协调硬件及软件在最为合适的平台上运行应用程序,在网络上不必对每一台计算机进行升级便可增强关键硬件的处理能力。

(3)消息服务

消息服务内容包括对二进制数据、图像数据及数字化声像数据的存储、访问和发送。消息服务的典型应用是网络电子邮件(E-mail)。随着国际互联网的广泛应用,各种E-mail服务,已成为与世界上其他计算机用户进行通信的普遍方法。

(4)数据库服务

采用数据库服务提高了数据处理的效率,减少了网络传输,实现了数据共享、减少了数据冗余。

计算机网络正处于迅速发展阶段,网络技术的不断更新,性能和服务的日益完善,进一步扩大了它的应用范围。计算机网络可用于办公自动化、工厂自动化、企业管理信息系统、生产过程实时控制、军事指挥和控制系统、辅助教学系统、医疗管理系统、银行系统、软件开发系统及商业系统等方面,其中主要应用如下。

(1)办公自动化

计算机在办公环境中的应用,最初只是用于会计计算、文字处理。随着局域网的普及,计算机则更多地用于快速存储、传送和检索信息,改变了现有的办公通信模式,并发展了全新的信息处理策略,从而大大提高了办公自动化的能力。

办公自动化系统集计算机、数据库、计算机网络、声音、图像、文字技术于一体,除了传统的电话、电传外,还使用远程传真、电子邮件、数据终端及图形终端等通信设备;在处理方式上,具有数据处理、文字处理、文件归档及检索等多项功能。

(2)工厂自动化

这方面的应用包括生产自动化、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造系统、生产过程实时控制等。

(3)校园网

计算机网络在教育与教学方面的应用是其应用中一个重要的方面。许多学校都建立了校园网,通过高速主干网将各个部门的局域网连接起来,并通过互联网共享全球范围内的教学成果和科研成果。在管理方面主要包括人事管理、学生学籍管理、考试成绩管理、设备管理、教学科目管理等;在科研方面主要包括图书资料检索、科研规划制定、科研成果管理等;在教学方面主要包括计算机辅助教学和计算机辅助实验等。

(4)计算机协同工作技术

计算机协同工作技术是指地域分散的一个群体,借助计算机网络技术,共同完成一项任务。它包括群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研究两部分。通过建立协同工作环境,改善人们通信的方式,消除或减少在时间和空间上的障碍,从而节省工作人员的时间和精力,提高群体工作的质量和效率。计算机协同工作将计算机技术、网络通信技术、多媒体技术及多种社会科学紧密结合起来,可向人们提供一种全新的交流方式。现在正在发展的此类系统有工作流程管理系统、多媒体计算机会议(即视频会议)、协同编著及设计系统等。

目前,计算机网络正处于高速发展阶段。在这个阶段中,计算机网络发展主要要集中在,互联网的广泛应用与高速网络技术的迅速发展。

互联网是覆盖全球的信息基础设施之一。对于广大互联网用户来说,它就像一个庞大的广域计算机网络。用户可以利用互联网来实现全球范围的电子邮件、WWW信息查询与浏览、电子新闻、文件传输、语音与图像通信服务等功能。互联网是一个由多个广域网和局域网互联的大型网际网,它对推动世界科学、文化、经济和社会的发展有着不可估量的作用。

在互联网飞速发展与广泛被应用的同时,高速网络的发展也引起了人们越来越多的关注。高新网络技术发展主要表现在宽带综合业务数据网B-ISDN、异步传输模式ATM、高速局域网、交换局域网与虚拟网络上。

进入21世纪以来,世界经济已经进入了一个全新的发展阶段。世界经济的发展推动着信息产业的发展,信息技术与网络的应用已成为衡量21世纪综合国力与企业竞争力的重要标准。1993年9月,美国宣布了国家信息基础设施(NII,National Information Infrastructure)建设计划,NII被形象地称为信息高速公路。美国建设信息高速公路的计划触动了世界各国,人们开始认识到信息技术的应用与信息产业的发展将会对各国经济发展产生重要的作用,因此很多国家纷纷开始制定各自的信息高速公路的建设计划。对于国家信息基础设施建设的重要性已在各国形成共识,1995年2月全球信息基础设施委员会(GIIC,Global Information Infrastiucmre Committee)成立,其目的是推动并协调各国信息技术与信息服务的发展与应用。在这种情况下,全球信息化的发展趋势已不可逆转。

建设信息高速公路就是为了满足人们在未来随时随地对信息交换的需要,在此基础上人们相应地提出了个人通信与个人通信网(PCN,Personal Communication Network)的概念。它将最终实现全球有线网、无线网的互联,邮电通信网与电视通信网的互联,固定通信与移动通信的结合。在现有电话交换网(PSTN)、公共数据网(PDN)、广播电视网的基础上,利用无线通信、卫星移动通信、有线电视网等通信手段,可以使任何人在任何地方、任何时间,都能使用各种通信服务,并最终走向“全球一网”。

同类推荐
  • 体感交互技术

    体感交互技术

    本书提出了体感计算的研究,探讨了基于体验性认知的个性化电子学习方式,并且分析了面向儿童的艺术创造体验,在体感虚拟化身的帮助下,用户可以通过身体运动,促进情感心智的全面发展,
  • 不懂PowerPoint就当不好经理

    不懂PowerPoint就当不好经理

    经理人如何用PowerPoint,来规划部门的发展,如何用PowerPoint来表达自己的经营主张?本书为各类经理人提供了从入门到提高,从原理到实战的一系列知识,相信本书将让演示文稿为经理人的管理效能加分!
  • 终极智能:感知机器与人工智能的未来

    终极智能:感知机器与人工智能的未来

    在这本书中,作者讨论了狭义人工智能如何获得感知能力,进而发展为广义人工智能,预见了感知机器与人工智能时代的到来。和比尔·盖茨、埃隆·马斯克等知名人物的观点不同,作者认为人工智能对人类来说不是一种威胁,而是我们追求知识过程中的又一个阶梯。他引导读者去思考这样一些问题:我们为什么有价值?我们能创造出什么?如何在到处都是感知机器的世界里生存?人类将创造出智能的造物,这一想法本身就令人战栗,但如果作为人类,我们的隐藏角色就是那个造物主呢?自出现的那一天起,宇宙就一直在等待被更多的智能生命感知到。今天,我们即将进入感知机器与人工智能的时代,这一等待终于要结束了。
  • 一本书读懂24种互联网思维

    一本书读懂24种互联网思维

    本书整合的改变世界的24种互联网思维,让我们对互联网新思维的认识变得立体、系统起来;同时深入浅出、通俗易懂地从技术和实践分析互联网新思维与传统思维相比较的优势,医治互联网焦虑症。未来属于既能深刻理解传统商业的本质,同时又具备互联网思维的人。
热门推荐
  • 主宰之魂

    主宰之魂

    少年叶一凡被神雷劈中,意外觉醒体内神种,修补天神诀,自此,踏上了一段惊心动魄、荡气回肠的征程……
  • 溺爱娇妻

    溺爱娇妻

    在那天缱绻的夜色下,夜城最奢华高端的露天吧台里。他羞辱她在先,她愤怒地将红酒泼在他描金深邃的俊脸上,于是他与她结仇。他是商界之骄子,名流之翘楚,却在他身上发生过那般可笑的事。在几年前,他的订婚宴上,未婚妻莫名消失,令他在一时成为夜城最大的笑柄!自古有云,红颜祸水。于是在那之后,他对女人淡心,绝情。面对身体日渐虚弱的奶奶逼婚,他岑冷的唇勾起了一丝淡淡的弧度。在几次让他很不爽地邂逅后,或许,他心里已经有一个目标了.....她是家道中落的落难千金,妈妈病重急需几十万手续费。当他找到她,提出用五百万买她的婚姻的时候,她只知道自己已别无他法.....他曾送给她一对同心圆钻戒,却没有告诉她其中的寓意。钻石代表永恒,同心圆则代表相遇!他深爱过她,失去过她,她亦是如此,不过依然深爱。但幸好,在爱了千回百转之后,他与她在五年时光的情虐里,相遇、相爱、终于相守,此生无憾。
  • 重识朱重八

    重识朱重八

    因为犯罪被抓的我,被派了一个艰巨的任务,而这个倒霉的任务居然是帮助朱重八。玩穿越啊,尺度大啊……朱重八就睡在我的旁边,在红巾军已经干了整整两年了,朱重八却依然只是个小卒,没有任何的长进,他好像很满足于现在每天一日三餐吃饱,晚上呼呼睡好的生活。照他这样下去,估计等谁灭了元朝,朱重八同志还依然是个小兵而已呢。该怎么办呢?
  • 巫界王者养成攻略

    巫界王者养成攻略

    韦尔斯带着系统穿越到一片奇幻大陆,成了巫师族一名与普通人差不多的白袍巫师。既然穿越成了一名巫师,又带着系统,那就先定一个成为血袍巫师的小目标再说!这是韦尔斯的想法。
  • 刁蛮王妃

    刁蛮王妃

    一个聪明俏丽女警的穿越,一个历史上未曾记载的金龙国。他是将军,亦是她的丈夫,却心有所属。他是皇帝,有佳丽三千,却想带她私奔。他是王爷,野心勃勃,却又对她情有独钟。江山,美人,孰轻?孰重?……一场争夺皇位的战争,一场巨大的灭国阴谋。她卷入其中,勇敢乐观如她,该将如何化解这场危机?她的情究竟归于何处?花生《大胆丫鬟》已经开始更新,一直支持花花的亲们可以去看看哦!*********************************1群:38770994(假小子)2群:44805188(刁蛮群)3群:38349475(丫鬟群)新开群
  • 绝世皇妃

    绝世皇妃

    她穿越到古代,成为嫡女……然而,皇宫之宫却满满的都是仇恨。她无奈之下,选择离开自己的国家……在异国他乡施展一身的才华。
  • 乐小米青春虐恋合集(7本)

    乐小米青春虐恋合集(7本)

    在残酷与幽默间游走,以无法超越的凛冽之姿,撕去浮华,讲述一场纯粹而离奇的少年情事……请善待那个初喜欢你的人,或许从此以后,不会有更好的爱情。一个青春时代的烙印,《青城》之后,再无遗憾!
  • 御灵之心

    御灵之心

    无法成为捉妖师的少年,为何在一夜之间幡然醒悟一跃而上?
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 云霄之上莫见离忧

    云霄之上莫见离忧

    云霄,驭魂大陆上人人皆知的废物,魂力低微,身份低贱,云族人眼中的无用之人,奈何睿智果敢、敢于天斗的她从崛起那一刻就卷入了驭魂大陆的阴谋中,她与魔族少主莫焱的相遇,与苍离公子的纠缠都深深陷入了驭魂大陆阴谋的漩涡之中,何为正?何为邪?在一路前行的过程中,云霄能否挣脱正与邪的禁锢,又会遇到什么未知的危险?