计算机网络的基础知识

1.计算机网络定义

计算机网络可以从不同的角度来定义。

1)技术

计算机网络通过计算机来处理各种数据，并通过各种通信设备和线路来实现数据传输。

2)组成结构

计算机网络是通过通信设备和连线，将分布在相同(或不同)地域的多台计算机连接在一起的集合。

3)应用

只要将具有独立功能的多台计算机连接在一起，能够实现各计算机之间信息的交换，并可共享计算机资源的系统，便可称为计算机网络。

综上所述，将分布在不同地域的一些具有独立功能的计算机通过通信设备和传输介质互连，在通信软件的支持下，实现计算机之间资源共享、信息交换的系统，称为计算机网络。(www.xing528.com)

2.计算机网络和因特网的历史

计算机网络和因特网(Internet)的发展可以追溯到20 世纪60年代。当时，公用交换电话网是在全世界占有统治地位的通信网络。它使用电路交换技术，将信息从发送方传输到接收方，电路交换技术使语音能以恒定的速率在发送方和接收方之间传递。20 世纪60年代，随着计算机技术的飞速发展，出现了分时计算机(即很多终端分时共享CPU 资源)，并在很多小型以上的计算机上采用分时工作方式。但是，这种工作方式不是严格定义上的网络。分时工作方式带来了两方面问题: 一是如何让不同地理位置的终端更好地共享CPU 资源；二是如何解决通信问题，因为分时方式下的用户产生的流量具有“突发性”，有时信息量很大，有时十分空闲。

当时全世界有3 个研究小组提出了分组交换的概念。分组交换技术是一种高效的电路交换的替代技术。这3 个研究小组彼此并不知道其他小组的存在和工作内容。第一项有关分组交换技术的首次公开发表是由伦纳德·克兰罗克完成的(1961年)，当时他是美国麻省理工学院的一名研究生。他使用排队论，完美体现了利用分组交换方法处理突发性流量的有效方法。保罗·巴兰在1964年开始研究分组交换的应用，即在军用网络上安全地传输语音。同时，在英国国家物理实验室的Donald Davies 也在研究开发分组交换技术。这3 个研究小组的工作奠定了因特网的基础。但是因特网也有很长一段边构建边示范的发展历程。1969年11月，美国国防高级研究计划局(Advanced Research Projects Agency，ARPA)建立了一个名为ARPANET 的网络，当时只有4 个结点，为分布在洛杉矶的加利福尼亚大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学的4 台大型计算机。这是今天因特网的直接祖先。1972年，ARPANET 有了15 个结点。1972年，在计算机通信国际会议(ICCC)上首次对它进行了公开演示。第一个在ARPANET 端系统间的主机到主机的协议，被称为网络控制协议(NCP)。随着端到端的协议可以使用，第一个邮件程序于1972年诞生了。早期的ARPANET 主要考虑的是不同类型的计算机互连。

1972—1980年，各种网络不断涌现。随着不同网络的数目不断增加，人们开始考虑不同网络的互连问题，由此提出了网络互连的概念，并提出了将网络连在一起的体系结构，这些体系结构的原则被具体表现在TCP 协议中。然而，早期的TCP 协议和现在的TCP 协议有很多不同之处。TCP 协议的早期版本与数据可靠的顺序相结合，有转发功能和重传功能。目前，转发功能由IP 协议执行，重发功能仍由TCP 协议完成。通过实验，人们认识到有些服务不能用TCP 协议完成，后来发明了UDP 协议。到20 世纪70年代，网络中最重要的3 种协议(TCP 协议、UDP 协议和IP 协议)都已完成。

1980—1990年，计算机网络有了飞速发展。在20 世纪70年代末期，与ARPANET 相连的计算机有200 台，但是到20 世纪80年代，连到因特网的主机增加到了1 万台。

1985年，美国国家科学基金会(National Science Foundation，NSF)利用ARPANET 协议建立了用于科学研究和教育的骨干网络——NSFNET。1990年，NSFNET 代替ARPANET成为国家骨干网。1987年9月20日，钱天白教授通过意大利公用分组交换网在北京发出我国第一封电子邮件，与德国卡鲁斯尔厄大学进行通信，揭开了中国人使用因特网的序幕。1983年1月1日，TCP 协议作为新的用于主机的标准协议正式实施，替代了NCP 协议。20 世纪80年代后期，有几项重要的技术得到了应用，如拥塞控制技术、DNS 系统等。

1990—2000年是因特网“爆炸”的10年。万维网的出现，将因特网带入数以千万计的家庭和企业中。作为一个平台，Web 也引入并设置了数百个新的应用程序。网络在教育、股票、银行、流式媒体等行业得到了广泛应用。1992年，因特网学会成立，该学会把因特网定义为“组织松散的、独立的国际合作互联网络”“通过自主遵守计算协议和过程支持主机对主机的通信”。1993年，美国伊利诺伊大学国家超级计算中心开发成功网上浏览工具Mosaic (后来发展成为Netscape)，使各种信息可以在网上方便地交流。在这一时期，在因特网上还有其他服务(如BBS、FTP 和Telnet 等)得到了广泛推广应用。计算机应用从一门科学转换为计算机文化，各行各业都在使用计算机，而且计算机网络在各领域得到了极大发展。从目前来看，计算机网络的技术发展远远跟不上应用的发展。