计算机通信网络技术-通信属于计算机大类吗

第一章计算机网络概述计算机网络技术是计算机技术与通信技术相结合的产物。 随着计算机技术和通信技术的发展，计算机网络技术也在飞速发展。 今天，计算机网络已成为信息存储、传播和共享的有力工具，是信息交流最正确的平台。 了解计算机网络知识，掌握计算机网络技术，已成为当今社会成员在网络化、数字化世界中生存的根本条件。 实践证明，合理巧妙地利用计算机网络，可以大大提高效率，缩短时空距离。 计算机网络的形成与发展 计算机网络是由计算机设备、通信设备、终端设备和网络软件组成的大型计算机系统。 计算机网络中的每个计算机系统都具有独立的功能，脱离网络后仍能独立存在。 使用。 组建计算机网络 1． 计算机网络的基本概念 所谓计算机网络，就是利用通信设备和通信线路，将分布在不同地理位置、功能独立的多个计算机系统互连起来，通过功能完备的网络软件实现网络中的资源共享和信息传输。功能。 系统。 从以上概念可以看出，一个计算机网络应该包括以下三个要素。 [1] 具有独立功能的多个计算机系统[为用户提供共享的服务和资源]。 〔2〕由各种通信设备和通信线路组成的通信子网。 〔3〕功能性网络软件〔为用户共享网络资源和信息传输提供管理和服务〕。

建立计算机网络的目的是实现资源共享和信息传递。 2. 计算机网络的形成 任何新技术的出现都必须满足两个条件，即强大的社会需求和先进技术的成熟。 计算机网络技术的形成和发展也证明了这一规律。 随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互联的需求。 这种需求主要来自军事、科研等领域。 人们希望通过通信线路将分布在不同地点的计算机连接起来。 用户不仅可以使用本地计算机，还可以使用网络上其他计算机的资源，达到计算机资源共享的目的。 在计算机发展初期，计算机使用的操作系统多为分时系统。 分时系统将主机时间划分成片，然后将一定的时间片分配给用户。 分时系统允许每个用户通过只有显示器和键盘的哑终端使用主机。 哑终端很像微型计算机，但它没有自己的 CPU、内存和硬盘。 依靠哑终端，数百个用户可以同时访问主机。 由于时间片太短，用户会产生主机完全为自己使用的错觉。 后来为了支持远程用户，提高主机的使用效率，哑终端逐渐发展成为具有基本处理能力的离线终端。 离线终端本身具有一定的处理能力。 该处理方法与上位机进行通信，从而形成计算机网络的雏形。 计算机网络的发展 计算机网络的发展可以概括为四个主要阶段计算机通信网络技术，即计算机网络的产生阶段、多标准共存的蓬勃发展阶段、标准统一的互联网阶段和信息高速公路阶段。

1. 第一阶段：计算机网络的产生阶段【面向终端的远程在线系统】计算机网络的雏形是面向终端的远程在线系统。 50年代初，由于美军的需要，建立了半自动地面防空系统。 该系统试图将计算机技术与通信技术相结合。 它通过通讯将远距离雷达等设备的信息集成到一台计算机上，首次实现了计算机的远程集中控制和人机对话。 这就是最早的所谓计算机网络，它可以将多个地理上分散的终端通过通信线路连接到一台中央计算机上。 用户可以在自己办公室的终端上输入数据和程序，传输到中央计算机上，分时访问和使用中央计算机的资源，处理信息，并将处理结果通过通讯传回用户终端用于显示和打印的行。 由于终端不具备独立的处理能力，面向终端的远程在线系统并不是真正意义上的计算机网络，只是计算机网络的萌芽阶段。 这一阶段的发展时期为20世纪50年代初期至60年代中期。 大型机最初是为数据处理而设计的。 当主机开始连接远程终端时，数据处理和通信处理必须由主机完成，这大大增加了主机的负担，降低了主机的数据处理效率。 前端处理器的出现使得数据处理和通信处理两种功能分别由计算机和通信设备实现，从而提高了计算机资源和通信资源的利用率。

1960年代，美国航空公司建立了机票预订系统。 该系统以一台大型计算机作为中央计算机，与散布在美国各地的2000多个终端相连。 这是一个典型的面向终端的远程在线系统。 . 计算机网络世代阶段的主要特点是以主机为中心，以终端为导向，终端一般不具备独立的处理能力。 2. 第二阶段：多标准共存的蓬勃发展阶段。 这一阶段研究的典型代表是ARPANET【俗称ARPA网络，ARPA全称是美国国防部高级研究计划局】。 1969年，美国国防高级研究计划局提出了将多所大学、公司和研究所的多台计算机互连起来的课题。 1969 年，著名的远程分组交换网络 ARPANET 建成。 一开始，只有 4 台主机连接到 ARPA 网络。 1973 年，连接了 40 台主机。 到1983年计算机通信网络技术，已有100多台不同型号的大型计算机接入网络。 在内部，它横跨美国东西部，连接美国主要政府机构、科研、教育和金融部门，并通过卫星实现与其他国家的互联网互联。 ARPANET是计算机网络技术发展的一个重要里程碑，对于推动计算机网络的发展具有深远的意义。 那时，它可以利用通信线路和通信设备，将分布在不同地理位置、能够独立工作的计算机连接起来，相互交换数据和传递信息，不仅共享主机资源，而且共享其他用户的资源。

20世纪70年代末，随着微机应用的推广，对微机联网的需求也随之增加，出现了各种基于微机互连的局域网。 这一时期局域网系统的典型结构是共享媒体通信平台上的共享文件服务器结构，即为所有联网的微型计算机建立一个专用的可共享网络文件服务器。 每个微机用户的主要工作仍然在自己的微机上进行，只有在需要访问共享磁盘文件时才通过网络访问文件服务器，体现了计算机网络中计算机之间的协同工作。 服务器网络对网络中的计算机进行分工，微型计算机是面向用户的，服务器专门提供共享的文件资源，所以它实际上是一个客户端/服务器模型。 这一阶段的发展时期为20世纪60年代后期至70年代后期。 3、第三阶段：统一标准互联网阶段ARPANET首次完全实现了分布式资源共享，为计算机网络的发展奠定了基础，展示了计算机网络的优越性，促使许多国家开始大规模建设网络。 . 与此同时，各大计算机公司和计算机研发部门都投入了大量的人力和财力进行计算机网络体系结构的研究。 1974年IBM公司率先提出系统网络体系结构SNA。 1975年，DEC公司提出了分布式网络的数字网络架构DNA。

1976年，UNIVAC提出分布式控制架构DCA。 其他国家和公司也提出了自己的网络架构，想法也差不多。 架构相同的网络产品互联互通容易，架构不同的产品互联难。 这一时期出现了多种网络技术和标准。 在商业利益的驱使下，各个公司都想把自己的技术打造成工业生产标准。 由于竞争，网络产品彼此不兼容。 很难或根本不可能进行互操作。 用户一旦投资使用某家公司的产品，就会被套牢，否则之前的投资就白费了。 为使不同体系结构的网络互联互通，国际标准化组织（ISO）于1977年成立了专门机构，研究制定网络通信标准，以实现网络体系结构的标准化。 1984年，国际标准化组织正式公布了“开放系统互连参考模型OSI/RM”，使各种计算机能够在全球范围内互连，从而使计算机网络体系结构标准化。 参考模型为新一代计算机网络系统的研究、设计、改造和实现提供了功能和概念框架，是指导标准。 从此开始了第三代计算机网络的新时代，这是计算机网络发展的成熟阶段。 这一阶段的发展时期是从70年代后期到整个80年代。

4、第四阶段：信息高速公路阶段 20世纪80年代后期以来，以Internet技术为基础的计算机技术、通信技术和计算机网络技术得到了迅速发展。 各国信息基础设施的建立，多媒体网络和宽带综合业务数字网[B-ISDN]的发展和应用，智能网络的发展，分布式计算机系统的研究，快速以太网、千兆以太网A的出现10G以太网等高速以太网技术、快速分组交换技术、光纤宽带网络技术等一系列新技术都促进了计算机网络的快速发展，使计算机网络技术进入了一个新的阶段。 目前，以互联网为核心的全球高速计算机网络已经形成，互联网已成为人类最重要、规模最大的知识宝库。 值得一提的是，国际标准化组织制定OSI七层模型的目的就是要让计算机网络世界有一个统一的标准。 制约，为网络产品带来更大的市场空间。 20世纪90年代，国际标准化组织的这项努力效果并不明显。 这时，经过20多年的发展，ARPANET已经有了比较大的规模，改名为互联网。 1990年，美军宣布关闭ARPANET，而政府则允许私人公司运营互联网骨干网。 Internet 高速发展的另一个原因是 WWW 技术的产生，它使 Internet 上的信息得以整合，使网络的使用变得简单。 改变。

精明的商人看到了巨大的网络商机，于是大量的投资使得互联网在90年代每年都成倍增长，最终实现了计算机网络世界的大同化。 具有讽刺意味的是，国际标准化组织的目标是由互联网实现的，主要是因为OSI标准过于复杂，而且市场被低估了。 互联网成为事实标准后，计算机网络进入了标准统一、持续快速发展的阶段。 这背后更深远的意义在于，人们不必再为网络的互联互通而烦恼，而是可以放心地研究各种网络应用，让网络为人们的生活带来更多的惊喜和快乐。 第四代计算机网络的特点是高速网络和业务融合。 高速网络可以有两个特点：网络宽带和低传输延迟（low delay）。 采用光纤等高速传输介质和高速网络技术，可以达到很高的网络速度； 快速切换技术可确保低传输延迟。 网络服务集成是指多媒体（语音、视频、图像、数据等）信息在网络中的集成，其实现依赖于多媒体技术。 5、计算机网络的发展趋势 进入21世纪，计算机网络正朝着集成化、宽带化、智能化、个性化的方向发展。 信息高速公路的概念向人们展示了信息社会的美好前景。 为用户提供声音、图像、图形、数据和文本的综合服务，实现用户之间的多媒体通信，是网络发展的目标。

在20世纪的最后几年，人们惊奇地发现，电视、收音机、电视机以及计算机和通信卫星等领域正在迅速融合。 随着网络和多媒体技术的发展，它逐渐消失了。 曾经独立发展的电信网、电视网、计算机网不断融合（三网融合），新兴信息产业正以强劲势头迅速崛起。 相信从“三网融合”到“三网融合”将是未来网络发展的一个趋势。 6、计算机网络与计算机通信网络的区别 广义的观点产生于计算机网络发展的第一阶段向第二阶段的过渡时期，比资源共享的观点提出得更早。 面向终端的远程在线系统的开发，为计算机应用开辟了新的领域。 随着计算机应用的发展，一个大公司或一个部门往往拥有多个计算机系统，这些计算机系统分散在不同的地点，它们之间需要频繁交换业务信息。 数据汇总后，发送到总部电脑。 广义的观点描述了这种计算机系统的集合，这些计算机系统使用通信线路连接多台计算机，主要目的是传输信息。 人们将其定义为计算机通信网络。 计算机通信网络在物理结构上具有计算机网络的雏形，但其主要目的是相互传输数据，资源共享能力较弱。 它是计算机网络的低级阶段。

7、计算机网络和分布式系统的区别分布式系统（Distributed System）和计算机网络是两个经常被混淆的概念。 从用户透明的角度，计算机网络被定义为“有一个网络操作系统，可以自动为用户管理资源，并调用完成用户任务所需的资源，整个网络就像一个大的网络，对用户是透明的”。电脑系统。” . 》严格来说，从用户透明的角度定义描述的是分布式系统。恩斯洛在定义分布式系统时强调了分布式系统的五个特征。〔1〕系统拥有多种公共的物理和逻辑资源，可以为它们分配任务〔2〕系统中分布式物理和逻辑资源通过计算机网络实现信息交换。〔3〕系统具有分布式操作系统，对系统资源进行全局管理。〔4〕系统中联网的计算机既是协作又是自治的。 〔5〕系统内部结构对用户是完全透明的 从上面的讨论可以看出，两者的共同点是大多数分布式系统都是基于计算机网络；两者的区别主要是分布式操作系统和网络操作系统在设计思想、结构、工作方式和功能上的差异。 构建计算机网络需要网络硬件和网络系统软件。 我们称网络系统软件为网络操作系统。 当前的网络操作系统要求网络用户在使用网络资源时了解网络资源的分布情况。

共享某台计算机资源时，必须先登录这台计算机，成为该计算机的合法用户后，才能进行允许的资源共享操作，而分布式操作系统对系统资源进行全局管理，自动提供用户的资源。 调度资源。 分布式系统的用户不需要关心网络环境中的资源分布和联网计算机之间的差异。 用户的作业管理和文件管理过程对用户是透明的。 计算机网络是松耦合系统，而分布式系统是紧耦合系统。 分布式系统与计算机网络的主要区别不在于它们的物理结构，而在于高级软件。 计算机网络为分布式系统的研究提供了技术基础，分布式系统是计算机网络技术发展的更高级形式。 计算机网络的功能 计算机网络的功能可以概括为六个方面。 1. 资源共享 资源共享是网络的基本功能之一。 计算机网络的基础资源包括硬件资源、软件资源和数据资源。 共享资源是指共享网络中的硬件、软件和数据资源。 网络中可被用户共享的硬件资源一般是指网络中其他用户的硬件设备或特别昂贵的硬件设备或一些特殊的硬件设备，如大容量存储器、绘图仪、激光打印机等。网络可以共享其他用户或主机的软件资源，避免软件建设的重复劳动和投资，可以提高网络的经济性。 可共享的软件包括各种应用软件、工具软件、系统开发支持软件、语言处理程序和其他控制程序。

计算机网络技术可以对大量分散的数据进行快速集中、分析和处理，同时为充分利用这些数据资源提供便利。 分散在不同地点的网络中的计算机用户可以共享网络中的大型数据库，而不必重新设计和创建这些数据库。 2. 信息传递 信息传递也是计算机网络的基本功能之一。 在网络中，主机与主机之间、主机与终端之间可以通过通信线路实现数据和程序的快速传输。 3、实时集中处理可以将网络中现有的众多在线系统有机地连接起来，进行实时集中管理，使各部件协同工作，并行处理，从而提高系统的处理能力。 4、提高可靠性 单台计算机或系统不可避免地会出现暂时性故障，导致系统瘫痪。 通过计算机网络，可以提供多计算机系统环境，实现两台或多台计算机之间的相互备份，使计算机系统具有冗余备份的功能。 此外，当某条线路或部分线路无法传输信息时，用户还可以通过其他线路将信息绕行至目的地。 因此，计算机网络增加了系统的可靠性。 5.均衡负载和分布式处理广域网包括许多子处理系统。 当网络中的子处理系统过载时，可以通过网络中的节点和线路将新的作业分配给空闲的子系统进行处理。 当然，在做这种分布式处理时，还必须同时将必要的处理程序和数据发送给空闲的子系统。

另外，在幅员辽阔的国家，可以利用地理时差来平衡系统昼夜不均的负载，从而充分利用网络中各个处理系统的负载能力。 6、增加服务工程可以通过计算机网络为用户提供更全面的服务工程，如图像、声音、动画等信息的处理和传输，这是单一计算机系统难以实现的。 计算机网络的组成及分类要完成数据处理和数据通信两大基本功能，计算机网络从结构上必须分为两部分：负责数据处理的计算机主机（Host）和负责数据处理的终端（Terminal）用于数据通信控制处理器[Communication Control Processor，CCP]和通信链路。 计算机网络的组成计算机网络由网络硬件系统和网络软件系统组成。 从拓扑结构上看，一个计算机网络是由一些网络节点和连接这些网络节点的通信链路组成的； 从逻辑功能上看，计算机网络由通信子网和用户资源子网组成。 如图1-1所示。 通信子网终端控制器主机节点用户资源子网主机终端图1-1 计算机网络组成图1． 网络节点与通信链路 [1] 网络节点 计算机网络中的节点一般可分为接入节点、中转节点和混合节点。 接入节点，也称为端节点，是指具有计算机资源的用户设备，主要作为源和宿。

常见的接入节点包括用户主机和终端。 过渡节点，又称中间节点，是指在网络通信中起数据交换和中转作用的网络节点。 这些节点具有通信资源，具有通信功能。 常见的中转节点包括集线器、交换机、路由器等。混合节点又称为全功能节点，是指既可以作为接入节点又可以作为中转节点的网络节点。 〔2〕通信链路 通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。 链路可以通过同轴电缆、双绞线、光缆、卫星和微波等多种传输介质实现。 通信链路又分为物理链路和逻辑链路。 物理链路是点到点的物理线路，中间没有任何交换节点。 在计算机网络中，两台计算机之间的路径通常由许多物理链路串联而成。 逻辑链路具有数据传输控制的能力，在物理链路上增加数据传输控制的硬件和软件，形成逻辑链路。 数据只能在逻辑链路上传输，物理链路是形成逻辑链路的基础。 2. 通信子网和用户资源子网是从更高层次看计算机网络的组成，即从网络功能的角度看，计算机网络由通信子网和用户资源子网组成。 〔1〕通信子网通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分。 主要完成数据传输、交换和通信控制。 它由网络节点和通信链路组成。 图1-1中云内的区域为通信子网。

采用通信子网后，各网络主机不需要处理数据通信，也不需要具备很多远程数据通信功能，只需要负责发送和接收信息，从而减少了网络的通信开销主持人。 此外，由于通信子网按照统一的软硬件标准构建，可以面向各种类型的主机，方便不同机型之间的互联互通，减少组网工作量。 通信子网有两种类型：一种是公共型，它为公共用户提供服务，共享他们的通信资源。 基于同一个通信子网，可以建立多个计算机网络，如原邮电部建设的公用计算机因特网。 〔CHINANET〕为公共通信子网； 另一种是为特定用户群构建的专用通信子网，如各种金融银行网络、证券网络等。