计算机 络概述、历史、分类

1. 计算机 络的定义

将不同地理位置 , 具有独立功能的多台计算机及 络设备通过通信线路(包括传输介质和 络设备)链接起来, 在 络操作系统, 络管理软件及 络通信协议的共同管理和协调下实现资源共享和信息传递的计算机系统

简单的讲，计算机 络就是许多独立工作的计算机系统通过通信线路 相互连接构成的计算机系统集合

2. 计算机发展历史

（1） 第一代计算机 络（面向终端的计算机 络）

1946年，世界上第一台数字计算机问世。因为当时的计算机数量少，且非常昂贵。由于当时的计算机大都采用批处理方式，所以用户计算机首先要将程序和数据打印成纸袋或卡片，再送到计算中心去处理。1954年，出现了一种称为收发器（Transcevier）的终端， 人们使用这种终端首次实现了将穿孔卡片上的数据通过电话线路发送到远地的计算中心计算机的过程。

第一代计算机 络是以计算机主机为中心，一台或多台终端围绕计算机主机分布在各处，而计算机主机的任务是进行成批处理，用户终端则不具备数据存储和处理能力。

（2） 第二代计算机 络（分组交换式的计算机 络）

前置知识

交换机

交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域 交换机和局域 交换机。广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域 或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口 桥。

存储 – 转发

存储转发（Store and Forward）是计算机 络领域使用得最为广泛的技术之一，以太 交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。

分组交换 

在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换（PS:packet switching）。

分组交换也称为包交换，它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，每个带有首部的数据段就构成了一个分组。首部指明了该分组发送的地址，当交换机收到分组之后，将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。能够进行分组交换的通信 被称为分组交换 。

分组交换的本质就是存储转发，它将所接受的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程。

世界上第一个基于分组技术的是 计算机分组系统appanet 

appanet是美国国防部高级研究计划局采用电话线路为主干 络建成的。appanet的运行成功使计算机 络的概念发生了根本性的变化，也标志着计算机 络发展进入了一个新的纪元，各个计算机之间不是直接用线路相连，而是由接口 文处理机转接后互联， 接口 文处理机专门负责通信处理，通信线路将各 接口 文处理机 相互连接起来 ， 然后各主机再与 接口 文处理机 相连

在第二代计算机 络中，采用了 “存储 – 转发” 数据通信方式，也就是个 接口 文处理机 接收到数据后先按顺序把数据存储在自己的缓存中，然后再按接收顺序依次进行下一级数据转发， 这样使得 络上的流量更加平滑，有序。如果某台主机的一个用户要发送数据给 路中的另一台主机，它是先将数据交给与其相连接的 接口 文处理机 ，然后该接口 文处理机通过适当的通信线路传给下一个 接口 文处理机，然后继续转发这个数据，直至到达目的地 的接口 文处理机， 最后有接口 文处理剂转发给目的地主机

（3） 第三代计算机 络（标准化的计算机 络）

第二代计算机 络的传输方式采用了 “存储 – 转发” 方式， 极大提高了昂贵的通信线路资源的利用率，因为在这种存储转发的通信过程中，通信线路不会被某一节点所独占，而是可以为多路通信所共用。但是第二代计算机 络扔存在很多弊端：主要表现为没有统一的 络体系架构和协议标准。

1984年ISO（国际标准化组织）发布OSI/RM 模型，它是一个开放体系架构，定义了 络互连的七层结构，并详细规定了每一次的功能。OSI / RM 模型同时规定了计算机之间只能在对应层之间进行通信，大大简化了 络通信原理，是公认的新一代计算机 络系统结构的基础。

3. 计算机 络的基本组成

计算机的基本组成包括：计算机， 络连接和通信设备，传输介质， 络通信软件（包括 络通讯协议）

3.1 计算机 络硬件系统

计算机 络硬件系统就是指计算机 络中可以看见的物理设施，包括各种计算机设备，传输介质， 络设备这三大部分

（1）计算机设备

组件计算机 络的目的就是为各种计算机设备用户之间的 络通信提供平台。计算机设备就是由 络用户控制和和使用的各种计算机。

（2） 络设备

在计算机 络系统中， 络设备通常是指除计算机设备以外的设备，如有无线 络中的 卡， 桥， 关，交换机，路由器等等

络设备是用来构建 “通信子 ” 中 络拓扑结构的，与所有的通信线路（也就是传输介质）一起共同组成整个计算机 络的骨架。当然最简单的 络，其实是不需要任何 络设备的，那就是两台终端计算机用 串 / 并 口电缆直接连接起来的对等 络。

（3） 传输介质

传输介质简单地说就是 线，是 络通信中的路。如果没有这些传输介质， 络通信信 将不知道往哪里传，也不可能传，就像前面没有路，我们无法前进一样。当然传输介质可以是物理有形的

如 同轴电缆

双绞线

光纤

（4） 计算机 络软件系统

计算机 络通信和应用软件就是指安装在终端计算机中，用于计算机 络通信或应用的计算机程序

4. 计算机 络的分类

4.1 按 络覆盖地理位置范围分

一、局域

局域 是最常见的，局域 是将一个比较小的区域内的各种通信设备互联一起组成的计算机 络，具有以下特点

（1）私有服务

LAN（LocalAreaNetwork） 属于个人或单位自建，所以其用途也是完全处于私用，不会为 络以外人员提供服务，在LAN中采用专门为LAN分配的私有IP地址

（2）分布范围小

（3）结构简单，布线容易

（4） 络速递快

（5）误码率低

因为局域 的结构比较简单，而 络连接带宽又都很高，所以通信的误码率比较低，通常在10-11 ~ 10-8 之间

在LAN中又有许多分类，如目前最主流的以太 ，WLAN（无线局域 ），以前还有IBM令牌 （传输速度最高可达16Mbps），FDDI（光纤分布式接口） ，ATM（异步传输 ） 。而以太 中又有许多分类，如10Mbps的标准以太 ，100Mbps的快速以太 ，1Gbps的千兆以太 ，10Gbps的万兆以太 等

二、城域

城域 （Metropolitan Area Network）中的各计算机 络设备的地理分布范围介于LAN和WAN之间,主要遍布在一个城市内,所以叫做城域

MAN的标准为IEEE 802.6，通常采用ATM技术作为骨干 传输技术，目前光纤技术在城域 中得到广泛应用

三、广域

4.2 按 络模式分

一、对等

所谓对等 （Peer to Peer），即 络中各成员计算机的地位是平等的，没有管理与被管理之分，有以下不足

• 配置和管理困难：无法通过一台计算机集中管理 络中的用户，计算机和其它资源

• 安全性差

• 成本高

• 性能差

二、C/S

C/S模式其实是针对具体服务器功能来说的，这些服务器可以是用于管理整个计算机 络中计算机和用户账户的服务器

4.3 按传输方式分

一、点对点传输 络

二、广播式传输 络

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