计算机网络：定义和原理

所谓计算机网络是指以共享资源为目的，利用通信手段将地域上相对分散的若干台独立计算机系统、终端设备和数据设备连接起来，并在协议的控制下进行数据交换的系统。

从以上定义看，计算机网络的目的十分明确，那就是资源共享（Resource Sharing）。可供共享的资源不但包括计算能力及各种内存、外存、打印、绘图等硬设备，还包括数据库管理系统、信号分析系统等高档的专门软件及各类工具软件（如高级语言的编辑、编译程序）等软件资源。如果网络系统可以将这些显而易见的资源提供给网络上的其它用户使用，那么这些设备或设施的利用率就会大大提高，从而不但可以降低整个信息系统的造价，而且还能满足应用的要求。另外一种容易被人们忽略而又是最重要的资源是数据。数据经过传播和提取，最终就变成了对用户有用的信息。计算机网络的建立，总是为某一信息系统服务的。由于网络的存在，数据可由更多的用户存取，其利用价值也更大，从而信息系统的整体效益也明显提高。资源共享是计算机网络的最根本的目的，计算机网络的一切应用都是建立在该基础上的。

计算机网络的另一个重要特征是：它的处理单元在地理位置上相对分散和独立，即各主计算机在地理位置上相距一定的距离，保持着各自的独立性，而在网络系统中地位是平等的，但又由通信处理机和通信设备组成的网络通信系统紧密地连接起来，构成统一的系统。由于计算机网络的这一特性更加符合信息系统的原始组织结构和地域上的要求，可使得信息的收集、传播和处理更为有效，从而改进了整个系统的性能。如果将多台计算机都集中于某一计算中心内，并将它们连接起来，那么这些计算机充其量不过是计算能力强大的计算机组罢了，而丧失了计算机网络的许多优越性质和本质的特性。因此，地理位置分散对计算机网络来说是至关重要的。

依照定义，计算机网络广义地包括以下系统。

1、具有通信功能和面向终端的集中系统

在这种系统中，一般由一台中央处理机与一台负责通信的前端处理机（或者是通信控制器）构成中央处理单元，众多的遍及很大地域范围的远程终端通过通信线路和设备连向中央处理单元。此系统虽然只有一台主机，但实质上已具备了计算机网的基本功能。它可以使用户共享中央处理单元的资源，或通过该系统进行通信。由于近年来微型机得到广泛的应用，上述系统中的很多用户（特别是远距离用户）往往采用微型机作为主计算机的远程终端，在必要时将其与主计算机连接，以利用主计算机的资源或通过该集中系统进行通信；但对在微型机能力范围内可完成的工作，则脱离主机独立处理。对于这种情况，很难定义微型机在网络中究竟是终端还是独立的计算机。在这种集中系统中使用的通信线路有多种连接方式，如点—点的专线方式、多点式专线方式、利用电话系统的拨号方式等。由于一般情况下终端的操作速度较低而通信线路的费用又十分昂贵，所以常采用集中器、多路复用器等设备将多个终端的信息流汇集到一起，再由集中器经一条线路把数据送往主计算机，经主计算机处理的结果再按原路返回集中器，由集中器分发到相应的终端上去。

2、多计算机的网络系统(www.xing528.com)

在此系统中，计算机不止一台，而是多台。它们分散在不同的地理位置上，相互之间的关系是平等、独立的，但又通过通信系统和通信协议有效地连接在一起，使之构成了完整的系统——网络系统。

图1.2.1　计算机网络一例

Host：主机；　CCP：通信计算机；　T：终端

从信息系统的角度来看，无论是集中式多远程终端的系统，还是由多台计算机组成的网络系统，都具备资源共享和地理位置分散这两个重要的特征，都可以支持信息系统的结构，从而都可以满足信息处理和信息传播的需要。但是，前者实际上仅是后者的一个特例。通常所说的计算机网络大都是指后者，这正是本书所要研究的主要内容。其它如多机系统、主从机系统、双机双工系统等，虽然也是多计算机的集合，但由于各计算机缺乏独立性，因而都不属于计算机网络的范畴。

另外，请读者注意一些用语的区别：在强调计算机网络内的通信系统时，采用“计算机通信网”这个术语，而在强调网络的整体特征时，则用“计算机网络”这个术语。显然，后者的外延要比前者更为广泛。另外，就定义而言，计算机网络和分布式系统之间也有些混淆。分布式系统是将计算功能分散到若干物理计算部件的计算机系统，它具有一个全系统范围的操作系统，可以用名字而不用位置来请求服务。换言之，分布式系统的用户不必知道有多少处理机在系统中工作，在他看来，就象一台计算机系统一样。从本质上来说，分布式系统是网络的进一步发展，它具有高度的内聚性和透明性。一个网络可以是也可以不是一个分布式系统，要看如何使用它而定。