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第5章 计算机网络 5.1 计算机网络的功能和组成 5.1.1什么是计算机网络？ 计算机网络是利用通信手段，把地理上分散的、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的、而各自又具备独立功能的计算机系统的集合。 一个计算机网络包含有三个主要的组成部分。 （1）若干个主机（host），它们可以是各种类型的计算机，大到巨型机，小到便携式电脑，用来向用户提供服务。 （2）一个通信子网，它由一些通信链路和结点交换机（也叫通信处理机）组成，用于进行数据通信。 （3）一系列的通信协议，这些协议是为主机与主机、主机与通信子网或通信子网中各结点之间通信用的。协议是通信双方事先约定好的和必须遵守的规则，它是计算机网络不可缺少的组成部分。 5.1.2 计算机网络的功能 计算机网络至少应具有下列功能： （1）数据通信。它使分散在不同部门、不同单位、甚至不同省份、不同国家的计算机与计算机之间可以进行通信，互相传送数据，方便地进行信息交换。例如，使用电子邮件进行通信，在网上召开视频会议等。 （2）资源共享。这是计算机网络最有吸引力的功能，在网络范围内，用户可以共享软件、硬件、数据等资源，而不必考虑用户及资源所在的地理位置。当然，资源共享必须经过授权才可进行。 （3）实现分布式的信息处理。由于有了计算机网络，许多大型信息处理问题可以借助于分散在网络中的多台计算机协同完成，解决单机无法完成的信息处理任务。特别是分布式数据库管理系统，它使分散存储在网络中不同系统中的数据，使用时就好像集中存储和集中管理那样方便。 （4）提高计算机系统的可靠性和可用性。网络中的计算机可以互为后备，一旦某台计算机出现故障，它的任务可由网中其它计算机取而代之。当网中某些计算机负荷过重时，网络可将新任务分配给较空闲的计算机去完成，提高了每一台计算机的可用性。 5.1.3 计算机网络的发展 计算机网络是计算机与通信相结合的产物。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，效率不高，功能有限。 60 年代末期，美国建成了以ARPANET为代表的第二代计算机网络，它以“通信子网”为中心，许多主机和终端设备在通信子网的外围构成一个“用户资源子网”。通信子网不再使用类似于电话通信的电路交换方式，而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通信的费用。 计算机网络是个非常复杂的系统，相互通信的计算机系统必须高度协调工作才行。为了设计这样复杂的系统，70年代，包括IBM在内的一些计算机公司纷纷提出了本公司的网络体系结构。但不同公司的网络产品很难互相连通。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连成网的标准框架，这就是著名的“开放系统互连参考模型”，简称OSI/RM。从这以后，就开始了所谓第三代计算机网络。 80年代中期以来，计算机网络领域最引入注目的事件是美国Internet网飞速发展。Internet网也称互连网，或按音译为因特网，它仍属于第三代计算机网络，但它有自己的一套体系结构，没有完全使用OSI体系结构。有关的情况在5.5中再作介绍。 进入90年代后，计算机网络的发展更加迅速，目前它正在向宽带综合业务数字网(B-ISDN)的方向演变。这也就是人们常说的新一代或第四代计算机网络。1993年美国政府提出建设所谓“信息高速公路”的计划，其主要内容之一就是建设一个覆盖全美的宽带综合业务数字网。有关情况在5.5中再作介绍。 5.1.4 计算机网络的分类 计算机网络的分类方法很多，通常可以从不同的角度对计算机网络进行分类。例如： ·从网络的交换功能进行分类——网络的设计者常常从网络所使用的交换技术将网络分类为：(l)电路交换网；(2)报文交换网；(3)分组交换网；(4)帧中继网；(5)ATM网等。 ·从网络的拓朴结构进行分类——根据网络中计算机之间互连的拓朴形式可把计算机网络分为：(l) 星型网；(2) 树形网；(3) 总线型网；(4) 环形网；(5) 网状网；(6) 混合网等。 ·从网络的控制方式进行分类——网络的管理者则非常关心网络的控制方式。按网络的控制方式划分，可以分为：(l) 集中式网络；(2)分散式网络；(3)分布式网络。 ·从网络的作用范围进行分类——很多情况下人们经常从网络作用的地域范围对网络进行分类。例如： 广域网 (Wide Area Network ，简称WAN)，它的作用范围通常为几十到几千公里。广域网有时也称为远程网。 局域网 (Local Area