【计算机网络】
计算机网络是将一个个分散的、具独立功能的计算机系统,利用通信设备、物理线路连接起来,并由功能完善的软件所实现的能够资源共享与信息传递的系统
在计算机网络的不同发展阶段,对计算机网络的定义也不同,可分为以下三类:
在计算机网络发展的早期阶段,普遍认为只要是能够实现远程信息处理的系统,或者能够达到资源共享的系统,都是计算机网络,这种观点在广义上定义了一个计算机通信网络,其在物理结构上具有计算机网络的雏形
在当前阶段,普遍认为计算机网络是以能够相互共享资源的方式互联而成的自治计算机系统的集合,其目的是为了资源共享,网络的组成单元是分布在不同位置的独立的自治计算机,网络中所有的计算机都遵循网络协议这一统一规则
在未来网络发展追求的目标中,认为计算机网络是一个能为用户自动管理资源的网络操作系统,其能够调用用户所需的资源,整个网络就像一个大型计算机系统一样,对用户透明,用户使用网络就像使用一台单一的超级计算机,无需知道网络的存在,也无需知道资源的位置信息
【计算机网络的发展】
计算机网络的发展经过了三个阶段
第一阶段的发展经过三个时期:阿帕网(ARPAnet)、互联网(internet)、因特网(Internet)
在美苏冷战时期,美国国防部高级研究计划局(ARPA)提出设计分散的指挥系统,其研究出了最早期的计算机网络阿帕网(ARPAnet),其是一个无线分组交换网与卫星通信网的网络,但其只能连接同一类型的网络
随着信息量的增长,希望能够实现不同网络的互联,由此出现了互联网(internet)
在 1983 年,阿帕网接受 TCP/IP
协议,选定 Internet 为主要的计算机通信系统,由此诞生了因特网(Internet)
简单来说,网络将多个计算机连接在一起,互联网将多个网络连接在一起,因特网,是世界上最大的互联网
第二阶段是具有三级结构的网络:主干网、地区网、校园网/企业网
自 1985 年起,美国国家科学基金会 NSF 围绕 6 个大型计算机中心建设计算机网络,即国家科学基金网 (NSFNET),该网络是三级结构,最底层是校园网、企业网,中间层是地区网,最顶层是校园网或企业网
第三阶段是具多层次 ISP 结构的网络
随着信息量的增长,传统的三级结构网络不足以面临信息量激增所带带来的问题,由此政府将网络业务承包给公司,即因特网服务提供商 ISP,其是一个面向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务、增值业务的公司(例如:中国移动、中国联通),其分为主干 ISP、地区 ISP、本地 ISP
【计算机网络标准化工作及相关组织】
RFC 文档
因特网的所有标准均以 RFC(Request For Comments)文档的形式在因特网上发布,但并非所有的 RFC
均是因特网标准,一个 RFC
文档在上升到因特网标准需要经过以下四个阶段:
- 因特网草案:该阶段的文档还不是
RFC
文档 - 建议标准:该阶段开始的文档正式成为
RFC
文档 - 草案标准:对建议标准的进一步修改、更正、完善
- 因特网标准:该阶段的
RFC
文档正式成为因特网标准
除上述的基本四个阶段外,还有实验的 RFC
文档、提供信息的 RFC
文档、历史的 RFC
文档
标准化组织
在国际上,负责制定、实施相关网络标准的组织主要有以下几个:
- 国际标准化组织 ISO:主要制定网络标准、规范,其制定的最出名的标准为
ISO/OSI
参考模型 - 国际电信联盟 ITU:主要制定远程通信标准
- 国际电气电子工程师协会 IEEE:学术机构,其在通信领域制定的最出名的标准为
IEEE 802
标准 - 因特网工程任务组 IETF:主要制定因特网相关标准
RFC
文档
【计算机网络的功能】
计算机网络具有以下五大功能:
- 数据通信:最基本、最重要,用于实现计算机间信息传输,将不同地理位置的计算机联系起来,统一调配、控制、管理
- 资源共享:软件、硬件、数据共享,使网络中的资源互通有无,极大提高资源利用率
- 分布式处理:当网络中某计算机负载过重时,可将其处理的某复杂任务分配给网络中其他计算机,通过利用空闲计算机资源以提高系统的利用率
- 提高可靠性:计算机网络中的各台计算机可以通过网络互为代替机
- 负载均衡:将工作任务均衡分配给网络中的各台计算机
【计算机网络的组成】
组成部分
从计算机网络的组成部分来看,一个完整的计算机网络包括:硬件、软件、协议三大部分
硬件,主要由主机(终端设备)、通信链路(双绞线、光缆等)、交换设备(路由器、交换机等)、通信处理机(网卡等)组成
软件,主要由各主机中用于实现资源共享与用户数据交换的各种工具软件,如网络操作系统、FTP 程序、聊天程序等
协议,是计算机网络的核心,其规定了网络传输数据时所遵循的规范
工作方式
对于因特网来说,从其工作方式来看,其包括:边缘部分、核心部分两个部分
边缘部分由所有连接到因特网上、供用户使用的主机组成,用来数据通信和资源共享
核心部分由大量的网络和连接这些网络的路由器组成,为边缘部分提供连通性与交换服务
功能组成
从计算机网络的功能组成来看,一个完整的计算机网络包括:通信子网、资源子网两大网络
通信子网由各种传输介质、通信设备、相应的网络协议组成,其令网络具有数据传输、数据交换、数据控制、数据存储的能力,从而令网络中计算机间能够进行数据通信
资源子网是实现资源共享功能的设备及其软件的集合,为网络用户提供其他计算机上的硬件资源、软件资源、数据资源的资源共享服务
从 ISO/OSI
网络体系结构上来看,通信子网与资源子网依靠传输层连接,两者具体包含如下:
- 通信子网:物理层(网桥)、链路层(交换机)、网络层(路由器)
- 资源子网:会话层、表示层、应用层(计算机软件)