计算机网络的历史与发展

计算机网络的发展历史虽然不长，但发展速度很快。第一台电子数字计算机ENIAC于1946年在美国诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系，随着美国军方的需求，开始了计算机技术与通信技术的结合，于是出现了以单个计算机为中心的联机系统，见图1-2；再随着计算机应用的发展，又出现了多台计算机互联的要求，实现了将分布在不同地点的计算机通过通信线路互联成网络，完成计算机的软件、硬件与数据资源的共享；在计算机网络技术与应用发展的同时，计算体系结构与产品也在不断地发展，此时，各种网络体系结构与网络协议接踵而至，对此的研究与制定又将计算机的发展推入了一个新的阶段。综上所述，计算机的发展可以归结为以下的3个阶段：面向终端的计算机网络阶段，计算机——计算机的网络阶段以及开放式标准化网络阶段。

1.面向终端的计算机网络

面向终端的计算机网络，出现在20世纪50年代，最初就是一台计算机经通信线路与若干终端直接相连。

当通信线路增长时，线路费用将大大增加。于是出现了许多终端共享通信线路的结构。为了能够在一条线路上有选择地连通某一终端，以及当多个终端同时要求使用主机时解决它们的争用及排队问题，便需增加相应的硬件、软件和建立相应的协议。这些相关通信问题的处理增大了主机的负担。为了减轻主机负担，在20世纪60年代出现了前端处理机或叫通信处理机，对一些分片集聚的远程终端则设置了多路器或集中器，以实现通信线路共享。多路器是一个按时分或频分原理构成的多路开关，集中器则是起着与上述通信处理机类似作用的小型计算机。集中器还可以连至其他集中器或多路器，然后再与终端相连，从而构成多级的树形网络。此时，美国航空公司建成的由一台计算机与分布在全国2000多个终端组成的航空订票系统（SABRE-1）就是一种典型的计算机与数据通信相结合的产物。

图1-2　以单个计算机为中心的远程联机系统

2.计算机——计算机网络

在最初的网络结构中，计算机之间经过由小型机组成的接口信息处理机（IMP）相连。各地的用户终端均与本地主机相连，当用户需要访问远地主机时，先经本地主机将报文送至本地IMP，在这里将报文分解为规定长度的报文分组，将各报文分组沿适当的路径送至终点（目的地），再将它们重新组合成报文，送至终点主机。随之发展的网络中又增设了终端接口处理机（TIP）。它既有IMP的功能，又能直接与终端T相连。这样，有的终端就可以不必经过主机，只要与本地TIP相连即可。各IMP及TIP经高速通信线路连成的子网叫通信子网；主机系统（软件、硬件及数据库）、终端、集中器等，则统称为资源子网，见图1-3。通信子网的主要任务是保证可靠的和高效能的数据通信，主机及终端对它来说只不过是数据通信的用户。资源子网的任务主要是数据处理，它不需再管理繁琐的通信任务，从而有利于主机系统效能的发挥，更好地提高对用户服务的质量。

图1-3　两层网络的概念结构

这一阶段研究的典型代表是美国国防部高级研究计划局的ARPAnet。1969年美国国防部高级研究计划局提出将多个大学，公司和研究所的多台计算机互联的课题，在1969年ARPAnet只有4个节点，到1973年发展到了40个节点，而到1983年已经达到了100多个节点。ARPAnet通过有线，无线与卫星通信线路，使网络覆盖率从美国本土到欧洲的广阔地域。(www.xing528.com)

3.开放式标准化网络

为了适应计算机网络迅速发展的需要，各计算机研制部门都大力投入网络体系结构的研究，目的是提供一组具有统一的信息格式和协议的网络软件结构，使网络的实现、扩充和变动更易于完成。1974年IBM公司最先提出了系统网络体系（SNA），它是用IBM公司产品组成计算机网络的一种标准化体系结构。它解决了一整套联网的原理、方法和具体规则，并且统一地考虑了由硬件和软件实现的功能划分。1975年，美国DEC公司提出了面向分布型网络的数字网络体系（DNA），它实际上是（DEC）公司提供的一套网络软件的总称。1976年UNIVA公司提出了分布式通信结构（DCA），也是一种可供构成分布式网络的网络体系结构。

在这个发展阶段，网络体系结构的理论与协议标准化的研究都取得了重大的进展。一些重要的标准化协议逐渐走向成熟。

国际标准化组织（International Standardization Organization）成立了计算机与信息处理标准化技术委员会（TC97），从事网络体系结构与协议的标准化问题的研究。经过多年的努力，ISO正式制定了开放系统互联（OSI，Open System Interconnection）参考模型。到了20世纪80年代，ISO与CCITT等组织分别为参考模型的各个层次制定了一系列的协议标准，组成一个庞大的OSI基本协议集。尽管ISO/OSI只是一个理论模型，但是对于推动网络体系结构理论的发展起了很大的作用。

从1980年开始，IEEE开始制定局域网标准IEEE 802，经过多年发展，到目前为止，建成了由十几个子集构成的局域网标准集。同时，IEEE还把草案送交国际标准化组织（ISO），ISO把这个802规范称为ISO 8802标准，因此，许多IEEE标准也是ISO标准。例如，IEEE 802.3标准就是ISO 802.3标准。

TCP/IP协议是目前最成功的协议。TCP/IP协议最早由斯坦福大学的两名研究人员于1973年提出。1983年，TCP/IP被Unix 4.2BSD系统采用，TCP/IP逐步成为Unix的标准网络协议。随后，Internet的前身ARPAnet采用了TCP/IP协议。随着ARPAnet逐渐发展成为Internet，TCP/IP协议就成为Internet的标准连接协议。

随着个人计算机技术的发展和广泛应用，用户共享数据、软件与硬件系统的愿望日益强烈。这种社会需求导致了局域网技术突破性的进展。在局域网领域中，以太网、令牌总线、令牌环网的技术产品呈三足鼎立的局势，并且已经形成了相应的国际标准。

随着网络的广泛应用和规模的不断增大，网络管理问题日益突出，这就导致了网络管理技术、协议标准与产品研究、开发工作的发展。