第一章 概 论

计算机网络技术包含计算机技术和通信技术，是这两种技术密切结合的产物。

　　计算机网络的产生与演变
　　计算机网络的定义与应用
　　计算机网络的组成与分类
　　计算机网络的体系结构与协议

第一节 计算机网络的产生与演变
1.1.1历史回顾
计算机网络的出现过程可分三个阶段：面向终端的计算机网络、计算机通信网络和计算机网络。
1.面向终端的计算机网络（联机系统）
缺点:
①主机负担过重，既要承担数据处理任务又要承担通信任务；
②线路利用率低，特别是在终端远离中心计算机时尤为明显。
改进:
①通过前置处理机使主机不用管理通信；
②终端经过集中器走向主机。
特点:
是“终端——计算机”通信，彼此之间有明显的主从关系。

2.计算机通信网络（中国未经）
——多个计算机连接起来的用于传输信息的计算机群。
特点:是“计算机——计算机”通信，没有主从关系；但体系结构差异较大，不利于互联，以通信为主要目的。
3.计算机网络（开放式标准化网络）
——在协议的控制下，以实现资源共享为主要目的，借助于通信系统连接的多个计算机集合。
特点:全网具有统一的体系结构，以资源共享为主要目的。

1.1.2未来趋势
计算机网络发展的三种任意性：
在任意数目的计算机上运行任意数目的程序且可能要在任意时刻相互通信。
受到的三股潮流的协力冲击：
纷纷地从集中式大型机结构撤离，走向分布式客户／服务器（Client／Server）的新天地；
微处理器计算能力和存储容量强劲地增长；
对多媒体持续增长的兴趣，特别是各种形式的视频应用。
通信业务：朝着“高速、宽带、智能、可靠”的方向发展；
计算机：进—步朝着“功能强、体积小、价格低、易操作”的方向前进；
计算机网络：将进一步朝着“开放、综合、智能”的方向迅速发展。
所谓“开放”：一是相对其直接应用环境的开放和对不同应用的适应，二是相对其互联环境的开放，便于与其它网络和计算机的互联。
包括：
①网络体系结构的标准化；
②发展各种网络互联技术；
③创造开放的统一网络应用环境。
所谓“综合”：体现了系统中各要素间的更紧密结合。
包括：
①各种先进信息技术的进一步综合；
②各种计算机的综合；
③服务功能的综合；
④通讯系统的综合；
⑤各种信息媒体的综合；
⑥网络系统结构的一体化。
所谓“智能”：是AI (Artificial Intelligence)技术与网络技术的结合。
包括：
①网络服务中心引入智能技术直接提高各种网络应用功能，如“智能通信网络”等；
②网络通信操作中应用智能技术以提高网络系统的自适应性和可靠性，如智能路由选择、智能网络管理、故障的自动诊断与恢复等；
③网络系统结构中如何把传统的与智能的计算机神经网以及名种智能人机接口、知识库等在网络系统中有机的结合、合理的配置，以及网络上的计算机从系统整体上逐步增加更多的智能而变得更“聪明”些。

第二节 计算机网络的定义与应用
1.2.1计算机网络的定义
定义：用通信线路将分散在不同地点的具有独立自主的计算机系统相互联接，并按网络协议进行数据通信和实现资源共享的计算机集合，称为计算机网络。
1.2.2计算机网络的应用
网络建设的目的：
　　提供信息的快捷交流
　　提供分布处理功能
　　实现集中控制和管理
　　提高系统可靠性
　　提高提供资源共享
　　系统的性能价格比
网络应用：
　　BBS（Bulletin Board System）
　　虚拟现实（Virtual Reality）
　　IPPHONE
　　IRC和ICQ
　　电子商务（Electronic Business）
　　网络娱乐

第三节 计算机网络的组成与分类
1.3.1计算机网络的组成
组成：
资源子网：负责信息处理，
实现资源共享。
主机
外部设备
软件、数据
通信子网：负责信息传递，
提供用户入网接口。
网络节点
传输线路

IMP节点的连接方式
1、点——点信道：每一条传输线连接着一对IMP，属“第一类通信子网”，也称为“点——点信道子网”，适合于广域网，使用“存储——转发”技术传递信息。
几种可能的拓扑结构：

存储——转发技术:

共享广播信道：所有节点共享传输介质，任何一个节点发送到网上的信息可为网中所有其它节点接收，属“第二类通信子网”，也称为“广播式通信子网”，适合于局域网，使用“广播”技术传递信息。
常见的有总线和环型结构的局域网、卫星网以及无线电网络：

1.3.2计算机网络的分类
按拓扑结构分：
星形网络
组成：各节点由单独的链路与中心节点相连，除中心节点外任何两个节点间无直接连通的链路，分节点间的通信必须通过中心节点间接实现。
优点：结构简单、构造容易、便于管理和访问协议简单。
缺点：中心节点负担过重、扩充困难，对中心节点的可靠性要求高，通信线路总长度长，费用高，安装、维护麻烦。
环形网络
组成：各主机经由各自的中继器或转发器和点到点链路组成闭合环。
优点：结构简单，传输路径长度较短，最大延迟确定，实时性较好。
缺点：某个节点出错可能会终止全网运行，即可靠性较差；同时扩充困难，这是由于此时需对全网拓扑和访问机制进行调整所致。
中继器的三个基本功能:
发送数据、接收数据、撤销数据
中继器的四个运行状态：
监听、发送、接收、旁路
中继器的信息传递方式:
发送站将带有目的地址的信息通过中继器送入环中，沿固定方向向前传送。

总线网络
组成：采用单根传输线作为传输介质，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到传输介质即总线上；任一站点发送的信号都可以沿介质传输且能被其它所有站点接收，但只有目的站点真正接收，其它的站点丢弃。
优点：电缆长度短、可靠性高、易于扩充。
缺点：总线的物理长度和容纳的站点数有限，多用于组建局域网。
树形网络
组成：各节点按层次进行连接，处于越高层次的节点，其可靠性要求越高。
优点：这种结构总线路长度较短，容易扩展和进行故障隔离。
缺点：但结构比较复杂且对根的依赖性太大。
网状网络
组成：一般又分有规则形和无规则形。
优点：最大特点是可靠性高，因为节点间存在着冗余链路，某个链路出了故障，还可选择其它。
缺点：但通信线路长、成本高、路径控制复杂。
按网络覆盖范围分：
局域网LAN ：是将小区域如工厂、学校、公司等的计算机、终端和外围设备等互联在一起的通信网络。
特点：高数据率（0.l~l00Mbps）、短距离（0.l~2.5Km）和低误码率（ 10-8~10-11）。
广域网WAN：大区域的计算机网络，如多个 LAN互联而构成的跨市、国家和国际性的计算机网络。
特点：数据传输率较LAN低得多，一般在数百至数千bps，近年来随通信技术进步可提高到数十甚至几百Mbps。
城域网MAN：在性能上介于LAN和WAN之间的网络。
按网络技术分有：陆地网、卫星网和分组无线网。
按网络用途分：专用网和公用网。
按子网中转接方式分：电路交换网、报文交换网和分组交换网。
按网络中计算机间关系分：集中式网和分散式网。