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01.计算机网络的发展.md

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计算机网络的发展

本节内容,试掌握:

  • 什么是 “网络”
  • 什么是 “计算机网络”
  • 什么是 “Internet”

1. 网络

在人类的生活中,充满着许许多的的 “网络”,比如:

  • 交通网络: 高速公路网络、铁路运输网络、航运网络等。
  • 通信网络: 电信网络、邮政网络等。

将我们所谓的网络具现化后,我们可以发现 “网络” 的特点:

在交通网络中,有许多的站点,如 火车站、汽车站、港口等等,贯穿站点的就是对应的 铁路、公路、河流等等。 无论是交通网络,还是通信网络,网络的作用就是连通人们的生活,共享人们之间的资源,先连通 后共享。

进而总结网路的:

  • 共同特点:连线和结点
  • 网络作用:连通和共享

2. 计算机网络

2.1 计算机网络的诞生

计算机网络是随计算机技术的发展而产生的。早期的计算机均为 大型机、中型机或小型机。 用户通过终端连接到大型机上(主机),通过批处理方式,共享大型机上的软硬件资源。

这也就是最初的计算机网络:以主机(host)为中心 (或 “主机 - 终端”) 的网络

结构如下所示:

以主机为中心的网络

  • 特征:以单处理机为中心的联机网络;集中式控制
  • 缺点:主机负荷重;可靠性差。

如果我们从共享的角度来说,其实并不好讲这种模式的网络称之为计算机网络,因为网络的目的就是达成共享的,这种模式下的资源都是存在于一个主机上面的,且终端与终端之间没有办法共享资源。

终端的概念

早期终端:是主机的一个远程的 输入/输出 设备(不是一个自治系统)。 在早期计算机主机昂贵,一个主机一般会配置多个 终端。 这些终端本身 不具备计算能力,仅仅承担 信息输入输出 的工作,运算和处理均由主机来完成。

现在的终端都是智能终端,计算机也就是一个终端 个人计算机可以运行称为 终端仿真程序(如 Windows 的 cmd) 来模仿一个终端的工作。

2.2 先有广域网后有局域网

在 “主机 - 终端” 模式背景下,美国国防部认为,如果仅有一个集中的军事指挥中心,万一这个中心北原苏联的核武器摧毁,全国的军事指挥将处于瘫痪状态,其后果不堪设想,因此有必要设计一个分散的指挥系统 ----- 它由一个个分散的指挥点组成,当部分指挥点北摧毁后,其它点仍能正常工作,而这些分散的点又能通过某种形式的通讯网取得联系

这样的要求下,解决方式为 将多个以主机为中心的 “网络” 连接起来,连接网络,也就是将主机连接起来。

网络也就从 “主机-终端” 转为 “主机-主机”。主机不再只负责运算和处理的工作,还兼顾了通信的功能。

在 1969 年,美国创建了 4 个结点(斯坦福研究院、犹他大学、加州大学圣巴巴拉分校、加州大学洛杉矶分校),将这 4 个结点连接起来作为实验,称之为 ARPAnet

ARPA:美国国防部高级研究计划局

Host-Host 模式:

host-host

这种情况下,主机与主机之间会非常远,这个时候我们就可以将其称之为广域网了。

而前者 “主机-终端” 的网络,终端与终端之间并不能通信,并不能称为局域网。这也是一众教科书不承认这种网络为 “网络” 的原因

局域网

局域网的产生的原因:80 年代以后,微型计算机的迅速发展,彼此需要相互通信(近距离),共享资源

  • 第一个处理器:1971 年,Intel 公司发布的 4 位微处理器 Intel 4004。
  • 第一台微型计算机:1971 诞生的,1981 年 IBM 公司推出微型计算机 IBM-PC。

局域网的多样式

局域网(Local Area Network, LAN) 是指在某一区域内由多台计算机互相称的计算机组。 如:以太网、ATM 网、FDDI 网、令牌环网、无线网等。

在微型计算机促生局域网的背景下,各种类型的局域网诞生,不同的局域网使用不同的协议,称之为 异构的局域网

两个采用不同协议的局域网如果想要连接起来,要怎么连接呢,是采用哪种协议呢,这成了一个问题。 在 70 年代,ARPA 设立了新的研究项目,为解决不同的计算机局域网互联的问题。

解决异构的局域网互联,这时候就需要一个统一的协议。

前面提到,在 1969 年,ARPA 将大型主机与大型主机连接起来,形成了 “主机-主机”(ARPAnet) 的网络,那时候采用的是 NCP 协议。

后来出现了 TCP/IP 协议,ARPA 就要求:采用 IP 协议将异构局域网互联起来(IP 协议主要是将异构网络互联起来)。

这样使用 IP 协议互联起来的网络,研究人员称之为 "Internet",即 “因特网”。

2.3 互连网

网络的网络

在《计算机网络》一书中,如下写到:

计算机网络由若干结点,和连接这些结点的链路组成。网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机和路由器等。

网络之间还可以通过路由器互连起来,这就构成了一个覆盖范围更大的计算机网络,这样的网络称为互连网(internetwork 或 internet)。因此互连网是 “网络的网络”。

白话: 我们日常使用的计算机,可以称之为一个结点,而计算机网络是由很多的结点和连接结点的链路组成的,不光是我们使用的计算机,集线器、交换机、路由器等也是计算机网络中的结点。

反过来说,当这些结点通过链路连接起来的时候,也就构成了一个 “网络”,这些结点之间就可以通信,共享资源,也可以理解成局域网。

在现实生活中,肯定有许许多多的这样由结点组成的网络,单有这些局部的网络是没有意义的,要做就做最大的,我们需要将这一个个网络互相连接起来,也就形成了 “互连网”。

这里用的是 “互连网” 而不是 “互联网”。意为互相连接的网。

所以 “互连网” 也就是 “网络的网络”。

“网络” 连接结点,而 “互连网” 用来连接 “网络”。

互连网: 互连网

3. 互“连”网 与 互“联”网 Internet

在计算机网络中,有两个相差很大的名词:internet 和 Internet

  • internet:互连网,是一个通用名词,它泛指由多个计算机网络互相连接而成的计算机网络。在这些网络之间的通信协议(即通信规则)可以任意选择,不一定非要使用 TCP/IP 协议。

  • Internet:互联网或因特网,则是一个专用名词,它指当前全球最大的、开发的、由众多网络相互连接而成的特定互连网,它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则,且其前身是美国的 ARPANET。

我们可以任意将几个计算机网络互连起来(不管采用什么协议),并能够相互通信,这样构成的是一个互连网(internet),而不是互联网(Internet)

互连网与互联网