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1.3 网络发展历史

1.早期的网络

网络诞生的早期是巨型机时代,计算机为分时系统的大型机器集中控制,连接在网络中的哑终端通过分时系统连接控制,使用网络中的大型机,如图1-7所示为早期分时系统大型计算机集中控制的网络系统。

图1-7 第一代分时系统的大型计算机

哑终端很像现在的PC机,但它没有CPU、内存和硬盘,只有显示器和键盘,因此不能独立处理信息。成百的用户使用哑终端访问大型计算机,通过网络分时系统控制,大型机将主机占用的时间分成时间片,分配时间片给哑终端占用大型机。

当时技术人员研制一种叫做收发器的终端,将穿孔卡片上的数据通过电话发送到其他哑终端。这种面向终端的网络称为联机系统,通常由一台主机和若干个终端组成,其网络拓扑如图1-8所示。

图1-8 早期计算机网络结构

20世纪50年代初,早期网络典型代表是美国国防部建立的“半自动地面防空系统SAGE网络系统”。该网络利用远距离雷达和其他防空设备收集信息,通过通信线路汇聚到中心大型机上集中处理,首次实现计算机与通信结合,该系统又称“终端-计算机网络”。

2.现代计算机网络

现代意义上的网络技术出现在20世纪60年代。当时,国际社会处于“冷战”时期,核战争一触即发。美国国防部的防务战略家认为,一个由中枢控制的网络,如果遭受到“核攻击”将可能因为网络通信中断,造成灾难性后果。希望科学家们为网络寻找无中心控制的途径,网络中任何一台计算机都无需充当“中枢”。因此,网络由集中控制向分布模式转变,进入多主机网络模式,如图1-9所示。

如图1-10所示为网络体系结构,为现代多主机的网络模型,通过资源子网和通信子网的功能划分,完善了网络中各部分功能。用户通过终端接入网络,通过通信子网共享网络资源。

图1-9 无中心的、多主机的网络

图1-10 现代计算机网络功能模块

多台主机互连的网络系统,实现了计算机和计算机之间分组通信。用户不仅可以在本地处理信息,也可以通过网络实现计算机之间通信,还可以通过网络共享网络中的软硬件资源,因此把这种互联的网络称为真正意义上的现代网络,如图1-11所示。

图1-11 现代计算机网络拓扑结构

1969年12月,Internet前身美国国防部资助建设的ARPAnet网正式运行,它的运营标志着现代计算机网络真正兴起。如图1-12所示为早期ARPAnet网,连接美国不同区域的军方计算机,ARPAnet网是现代Internet网的前身。

图1-12 ARPAnet网连接美国国防部计算机

ARPAnet 网系统使用分组交换技术,实现网络通信。分组交换技术的使用,标志着计算机网络的概念、结构和网络设计都发生了根本性的变化,为现代计算机网络的发展奠定了基础。

3.标准化计算机网络

1977年,国际标准化组织提出一个实现网络之间互联的标准框架,即开放系统互联参考模型 ISO/RM。该标准提出不同厂家只要遵循统一的标准即可实现互联互通,这也标志着第三代标准化计算机网络的出现。

如图1-13所示为ISO组织规范的“开放系统互联参考模型ISO/RM”,从功能上细化网络通信过程中各层承担的网络通信职责。

图1-13 标准化计算机网络:开放系统互联参考模型ISO/RM

如图1-14所示为场景是现代标准化的计算机网络组成结构,安装在校园网、企业网中的计算机,通过Internet服务提供商ISP提供骨干网络实现互连,形成一种由路由设备实现大型、层次化网络互联结构,即现代互联网络。

图1-14 标准化的现代互联网络结构

4.未来的计算机网络

20世纪90年代后期,随着数字通信技术的快速发展,出现了以综合、高速为特点的第四代计算机网络。这一阶段网络发展的特点是:互连、高速、智能以及更为广泛的应用。

在第四代的网络技术中,人们将数据、语音、图像等多种业务综合到一个网络中,形成数字综合网络传输。互联网Internet的出现,解决了网络传输问题。

在互联网发展的同时,高速与智能网的发展也引起了人们越来越多的注意。随着网络规模的增大与网络服务功能的增多,各国都开展智能网络(intelligent network,IN)研究。智能网最大特点将网络传输与管理功能分开,向用户提供业务特性强、功能全面、灵活多变的新业务,具有很大的市场需求。