1 网络的基本概念

目前，“计算机网络”这个词还没有十分严格的定义，一般我们可对其作如下理解：凡是将多个独立的计算机系统通过通信设备和通信线路连接起来，并在网络软件的支持下能够实现数据通信和资源共享的集合，就称为计算机网络。计算机网络中的设备可以是微机（Microcomputers）、小型机(Minicomputers)、大型机(Mainframe computers)、终端机(Terminals)、打印机(Printers)、绘图仪、只读光盘(CD-ROM)、调制解调器(Modem)等。计算机网络是当代计算机技术和通信技术互相结合的产物。

1.1  什么是计算机网络

计算机网络就是“通过通信线路连接起来的自治的计算机集合”。这句话包括有三个方面的含义：

必须有两台以上的具有独立功能的计算机系统相互连接起来，以达到共享资源为目的。这里的两台计算机系统的位置得有一定距离，且每个计算机系统能独立地工作，能够自我处理数据，而无需其他的系统帮助。如具有通信功能的单机系统只有一台主机，不属于网络；并行机虽有多个处理器，但它不属于两个计算机系统，也不属于网络。

两台或两台以上的计算机连接，互相通信交换信息，必须有一条通道。这条通道的连接是物理的，由物理介质来实现。他们可以是铜线、光纤等“有线”介质，可以是微波、红外线或卫星等“无线”介质。

计算机系统之间的信息交换，必须有某种约定和规则，这就是协议。这些协议可以由硬件或软件来完成。

从以上三个方面，我们可以把计算机网络归纳为：把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享为目标的系统。

1.2  计算机网络的发展过程

最早的计算机网络可以追溯到20世纪50年代中期，但直到20世纪70年代中期网络技术才开始得到迅速的发展，形成了现代计算机网络的雏形和基础。它的形成经历了一个从简单到复杂的过程，即从未解决远程计算机信息的收集和处理而形成的联机系统开始，发展到以资源共享为目的而互联起来的计算机群。计算机网络的发展主要经过了计算机网络互联初期的面向终端的计算机通信网、以通信子网为中心的分组交换网、符合开放系统互连基本参考模型的计算机网络以及新一代宽带综合业务数字网等几个阶段。其中Internet/Intranet发展最为迅速。

1. 面向终端的计算机网络

面向终端的计算机网络的发展经历了具有通信功能的单机系统和具有通信功能的多机系统两个阶段。

 （1）   早期的“单机工作模式”

1946年，世界上第一台数字电子计算机问世，在以后的几年里，计算机与网络并没有什么关系。早期的计算机数量很少，并且价格昂贵。就像我国现今研制的银河巨型机一样，大多数放置在我们称为“计算机中心”的房间里，主要处理成批的信息。用户如果想使用计算机，必须前往机房，而且计算机要完成所有用户提供给它的任务。当有许多用户都需要使用计算机时，就必须排队等候，计算机按一定的优先级算法（如：先来先处理或紧急的数据优先处理）处理输出结果。像这种方法，我们称之为单机工作模式。显然，这种方法会给远距离的用户带来不便。

 （2）   具有通信功能的单机系统

20世纪50年代，一种叫做收发器的终端制作出来了。该设备是一种具有通信功能的输入/输出设备，它可以通过电话线路与远程的计算机连接起来，把数据传给远程的计算机，同时可以接受远程计算机传来的处理完的数据结果。当然，终端与远程计算机连接时，必须在计算机上增加一个接口才行，这个接口就是线路控制器（现在我们称它为串行口）。由于计算机内采用并行传输（即一次传输多位数据），而线路上采用串行传输（即一次传输一位数据），所以线路控制器主要完成串行传输与并行传输的传输的转换及简单的差错控制。另外，由于计算机的设计是用来处理数字信号的，而电话线上的设计是用来传输语音等模拟信号，因此，必须在线路控制器及终端与电话系统之间增加一个称为调制解调器的设备，用来完成数字信号与模拟信号之间的转换。这时，计算机的主要作用仍是信息的处理，但已可以从远地收集信息来进行处理了，我们称之为具有通信功能的单机系统。

 （3）   具有通信功能的多机系统

 随着使用计算机的用户数量的增多和终端数量的增加，主计算机会增加一部分时间与多个终端通信。这时，主计算机处理数据的时间相对就少，因而主计算机的负担加重了。当通信量很大时，主机几乎没时间处理数据，同时由于引入分时操作，用户的增多使各用户使用主机的时间减少，速度会变得难以容忍。后来，人们就设计出了一种功能相对较差些的计算机，主要用来完成数据通信的任务，称为前端处理机。让前端处理机专门的通信线路与主机相连，当终端的数量增多，通信的费用也就增加；而且线路的利用率极低，终端与主机的距离越远越明显。人们于是又研究了一种称为集中器的通信处理机，主要安放在远程终端较密集处，它的一端用多条低速线路与各终端相连，另一端则用高速线路与前端处理机相连。一般我们把带有前端处理机及集中器的这样一种系统称为具有通信功能的多机系统。