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第1章

绪论

进入21世纪，人类进入了网络信息化时代，从日常生活、学习到科学研究再到人

们的行为和思维无不打下了信息时代的烙印。借助无处不在的无线和有线网络，人们之

间的沟通变得更方便、更快捷。人们可以在网上交友、冲浪、游览、购物、休闲娱乐，

可以享受即时通信，接受远程教育，发行电子刊物，而电子银行、电子商务、网上图书

馆的便利更是不言而喻。同时还有网络警察、网络部队时刻为人们维护网络秩序，提供

安全保障。现实生活中存在的东西几乎都能在网络上找到，因此越来越多的人们加入到

网络使用的行列中。根据著名的梅特卡尔菲定律（Metcalfe’sLaw），网络的价值将随着

用户数的增加而按指数规律增长。既然网络如此重要，与人们的生活又联系得如此紧密，

那么我们就有必要掌握好网络技术，并充分利用它武装自我，迎接挑战，为自己在当今

网络信息社会中的立足和发展做好准备。众所周知，从日常通信使用的IP电话、移动通

信设备、聊天工具QQ，到网络通信新技术10G以太网、下一代网络（NGN）等都包含

着信息技术的结晶，那么，该如何把握网络发展动向，掌握并利用好目前流行的网络技

术呢？本章内容就将围绕这些问题展开。

本章重点

计算机网络的基本概念

实现“三网合一”的基础

无线网络

下一代Internet技术（NGN）的基本概念

计算机网络工程架构

1.1计算机网络技术概述

计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物，这种结合对计算机系统的组织方

式产生了深远的影响。为了实现数据交换和资源共享，就得将计算机互连起来，这样原

来“计算机中心”的形式，即由一台计算机来处理整个组织中所有计算需求的模型，就被

新的计算机互连模型取代。这种互连模型就是计算机网络，它由资源子网和通信子网组

计算机网络与通信

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成。

人们通常所熟悉的万维网不同于计算机网络，它是运行在Internet上的分布式系统。

在一个分布式系统（distributedsystem）中，一组独立的计算机展现给用户的是一个统一

的整体。对用户来说，分布式系统通常只有一个模型，操作系统之上的中间件（middleware）

负责实现这个模型。实际上，分布式系统是建立在网络之上的软件系统。正是由于这种

软件实现，分布式系统才具有高度的内聚性和透明性。分布式系统和计算机网络是两个

容易混淆的概念，其区别更多地在于软件层面，而非硬件层面。当然，两者之间也有许

多重合的地方。例如，这两种系统都需要移动文件。两者的不同之处在于由谁来发起移

动操作，是系统还是用户。

“计算机网络”可表示为通过某种技术相互连接起来的一组自主计算机的集合。如果

两台计算机能够交换信息，就称这两台计算机是相互连接的。它们之间的连接除了通过

铜线，还可以通过光纤、微波、红外线和通信卫星等来建立。网络可以大小不同，形状

和形式各异。根据网络大小，可划分为局域网（范围在10km以内）、城域网（范围在

10～100km）和广域网（通常覆盖一个地区或国家）；根据其在传输媒体上的信号传输类

型，可划分为模拟信号和数字信号，相应地可将网络划分为模拟信道网络和数字信道网

络；根据信息传输的方式，又可将网络划分为有线网与无线网。

展望计算机网络技术的前景，虽然有线网已经有了很大的发展，广泛采用光纤通信

传输，特别是局域网中的以太网带宽已扩展到10Gbps，但相对而言，经济易用的无线网

络发展更为迅速，以3G为代表的移动通信已成为现实，增值服务的进一步开展创造了

网络通信的新天地。超高速的光通信技术、无线通信技术等一批先进技术也将在未来十

年里产生新的飞跃，相应地一批新型网络技术将会随之蓬勃发展，如10G以太网技术、

最后1公里接入技术、多层交换、全光网络、3G、MPLS技术等。这些新兴的网络技术

大大革新了目前的网络环境和应用方式，使其提供的服务“更大、更快、更安全、更及时、

更方便”。下一代高速计算机网络将具有主动性、可扩展性、适应性和服务的可集成性等

特征。

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