计算机网络的发展及应用

计算机网络是计算机技术和通信技术高度发展并相互结合的产物。一方面,通信系统为计算机之间的数据传送提供最重要的支持;另一方面,由于计算机技术渗透到了通信领域,极大地提高了通信网络的性能。计算机网络的诞生和发展,是信息技术进步的象征,它将对信息社会产生不可估量的影响。

最早的计算机网络可以追溯到20世纪60年代后期,但从70年代中期开始,计算机网络才得到迅速发展,形成了现代计算机网络的雏形。计算机网络适应日益增长的信息交换、资源共享的客观需要,目前已成为计算机领域中发展最快的技术之一。

▶1.计算机网络的定义

计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。如果给它一个相对严格的定义,可以认为计算机网络是将地理位置不同的、具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
(1)独立功能的计算机:各计算机系统具有独立的数据处理功能,它们既可以接人网路工作,也可以脱离网络独立工作。从分布的地理位置来看,它们既可以相距很近,也可以相隔千里。
(2)通信线路:可以用多种传输介质实现计算机的互联,如双绞线、同轴电缆、光纤、微波、无线电等。
(3)网结协议:网络中的计算机在通信过程中必须共同遵守的规则。

(4)资源:可以是网内计算机的硬件、软件和信息。

(5)信息:可以是文本、图形、声音、影像等多媒体信息。

▶2、计算机网络的发展阶段

计算机网络的发展过程大敢分为以下四个阶段。

(1)第一阶段是面向然端的计算机网络阶段,当时的计算机网络定义为“以传输信息为且的而速接起来,以实现远程信息处理或进一步达到资源共享的计算机系统”,此阶段网络应用的主要目的是提供网络通信、保障网络连通。
(2)第二阶段是面向内部的计算机网络阶段,这一阶段在计算机通信网络的基础上,实现了网络体系结构与协议完整的计算机网络,此阶段网络应用的主要目的是提供网络通信、保障网婚连通,实现网络数据共享和网络硬件设备共享。这个阶段的里程碑是美国国防部的ARPAnet网络。且前,人们通常认为它就是网络的起源,同时也是Internet的起源。
(3)第三阶段是计算机网络标准化阶段。这一阶段的计算机网络在共同遵循OSI标准的基础上,形成了一个具有统一网络体系结构,并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。OSI/RM参考模型把网络划分为七个层次,并规定计算机之间只能在对应层之间进行通信,大大简化了网络通信原理,成为公认的新一代计算机网络体系结构的基础,为普及局域网奠定了基础。
(4)第四阶段网络互连阶段,各种网络进行互连,形成更大规模的互联网络。Internet为典型代表,特点是互连、高速、智能与更为广泛的应用。
下一代网络(next generation network,NGN),又称为次世代网络,普遍认为是互联网、移动通信网络、固定电话通信网络的融合,IP网络和光网络的融合;是可以提供包括语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架;是业务驱动、业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离的网络;是基于统一协议的、基于分组的网络。其主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供多媒体业务,在整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上,增加多媒体数据服务及其他增值型服务。其中,话音的交换将采用软交换技术,而平台的主要实现方式为IP技术。NGN正朝着具有订制性、多媒体性、可携带性和开放性的方向发展,毫无疑问,下一代计算机网络将提高人们的生活质量,为消费者提供种类更丰富、更高质量的话音、数据和多媒体业务。

▶3,计算机网络的功能

1)资源共享

资源共享是计算机网络的目的与核心功能。资源共享包括计算机硬件资源、软件资源和数据资源的共享。硬件资源的共享提高了计算机硬件资源的利用率。由于受经济条件和其他因素的制约,硬件资源不可能为所有用户全部拥有。使用计算机网络可以让网络中的用户使用其他用户拥有的闲置硬件,从而实现硬件资源共享。软件资源和数据资源允许网上的用户远程访问各类大型数据库,得到网络文件传送服务、远程管理服务和远程文件访问服务,从而避免软件开发过程中的重复劳动及数据资源的重复存储,同时也便于数据的集中管理。例如,通过远程登录方式共享大型机的CPU和存储器资源,在网络中设置共享的外部设备,如打印机、绘图仪等,就是常见的硬件资源共享;在网络上搜索信息就是常见的数据资源共享;有些软件对硬件的要求较高,有的计算机无法安装,通过计算机网络使用安装在服务器上的软件就是常见的软件共享。

2)数据通信

数据通信是计算机网络最基本的功能,是实现其他功能的基础。计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间,可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。例如,用户可以在网上传送电子邮件、交换数据,可以实现在商业部门或公司之间进行订单、发票等商业文件安全准确地交换。

3)分布式处理

对于大型的任务或课题,如果都集中在一台计算机上进行运算负荷太重,这时可以将任务分散到不同的计算机分别完成,或由网络中比较空闲的计算机分担负荷。各个计算机连成网络有利于共同协作进行重大科研课题的开发和研究。利用网络技术还可以将许多小型机或微型机连成具有高性能的分布式计算机系统,使它具有解决复杂问题的能力,从而大大降低成本。

4)提高了计算机的可靠性和可用性

在单机使用的情况下,任何一个系统都可能发生故障,这样就会为用户带来不便。而当计算机联网后,各计算机可以通过网络互为后备,一旦某台计算机发生故障,则可由别处的计算机代为处理,还可以在网络的一些节点上设置一定的备用设备。这样计算机网络就能起到提高系统可靠性的作用了。更重要的是,由于数据和信息资源存放于不同的地点,因此可防止因故障而无法访问或由于灾害造成数据破坏。

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