计算机网络在信息时代的作用.doc

第1章 概 述 1．1 计算机网络在信息时代的作用 计算机网络是一个将分散在各地的计算机、工作站、终端和外部设备等，通过通信线路（或称通信媒体）互相连接在一起，并按照有关协议实现相互通信，资源共享和进行分布处理的综合系统。进入20世界90年代以后，以Internet为代表的计算机网络得到了飞速的发展，已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络，并已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。Internet正改变着我们工作和生活的各个方面，人们可以通过Internet查阅资料，获取知识，及时了解科技的必威体育精装版进展；也可以通过Internet进行网上购物、消闲、结交朋友；还可以在Internet上实时观看世界性的盛事；可以在世界经济范围内进行投资。计算机网络的飞速发展给全球带来了巨大的好处，极大地推动并加速了全球信息革命的进程。 21世纪将是一个以网络为核心的信息时代。 1．2 计算机网络的发展过程 计算机网络是计算机与通信相互结合发展的一种重要产物。计算机网络的发展主要经历了以下几个阶段： 一、面向终端的计算机通信网 1954年，人们开始使用一种叫做收发器（Tranceiver）的终端，将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机。后来，用户在远地的电传打字机上键入自己的程序，而计算机算出的结果又可从计算机传送到远地的电传打字机打印出来。从此计算机与通信的结合便开始了。到了20世纪60年代初期，通过多重线路控制器（Multiline controller），将计算机和多个远程终端相连接，形成了最原始的计算机网络--面向终端的计算机通信网，如图1-1所示。这种计算机网络的特征是：计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，计算机的主要任务是进行成批处理。 图1-1 计算机通过多重线路控制器与远程终端互连 为了方便更多的终端接入计算机网络，提高主机数据处理的效率，节省通信费用，后来便出现了如图1-2和图1-3所示的计算机网络。 图1-2 用前端处理机完成通信任务 图1-3 采用集中器以降低通信费用 在图1-2中，前端处理机FEP（Front End Processor）完成全部的通信任务，主机（即原来的计算机）专门进行数据处理，这样因主机不再承担通信工作而大大地提高了主机进行数据处理的效率。 在图1-3中，集中器（Concentrator）的一端用多条低速线路与各终端相连，另一端用一条较高速率的线路与计算机相连。它利用一些终端的空闲时间来传送其他处于工作状态的终端的数据。当终端与集中器距离较近时，可以省去两者之间的调制解调器。 在60年代，面向终端的计算机通信网获得了很大的发展，这里将列举几个闻名于世的面向终端的计算机网络。 例1：1951年开始设计，1958年投入运行的美国的半自动地面防空系统。 例2：50年代开始研究，1960年投入使用的美国第一个联机预订飞机票系统。 例3：1968年投入运行的美国通用电气公司的信息服务网络，是一个世界上最大的商用数据处理分时网络。 二、 分组交换网 （一）交换方式 交换又称转接，是在多结点网络中实现数据传输的一种有效手段。从通信资源的分配角度来看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。交换方式按其特征可分成如下几类： 1．电路交换（Circuit Switching） 电路交换就是利用交换装置，在多个输入线与输出线间直接形成传输信息的物理链路。人们打电话时，电话系统中的交换设备（目前主要指程控交换机），在呼叫电话和被叫电话之间先建立一条物理通路，然后双方再进行通话，通话完毕挂机后自动释放这条物理通路，如图1-4所示。 图1-4 电路交换示意图 电路交换的一个重要特征是：在发送数据（或通话）前，必须通过呼叫操作建立一条端到端的物理通路。进行长话呼叫时，电话系统寻找这条物理通路所需要的时间可能较长。在通话的全部时间内用户始终占用端到端的固定带宽。当这种通信系统用来传送计算机或终端的数据时，由于计算机数据是实发式地出现在传输线路上，因此线路真正用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%，在绝大部分时间里，通信线路实际上是空闲的，因而线路的利用率低。而且只要双方通话时所建立的物理通路中的任何一点出现故障，就必须重新拨号建立连接，这对十分紧急和重要的通信是很不利的。但是，电路交换的实时性好。 2．报文交换（Message Switching） 报文交换是结点收到报文后，先把它存贮起来，然后等到合适的输出线路时再转发出去。可见报文交换是一种“存贮一转发”方式，早在20世纪40年代，公共电报网中的电报通信便采用了报文交换来进行电报的收