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計算機網

鎖定
計算機通信網簡稱“計算機網”。由多台計算機經通信線路互聯而形成的通信網路。計算機技術與通信技術相結合的產物。按邏輯功能可分為通信子網和資源子網兩部分。前者實現數據交換和傳輸;後者主要指計算機、外部設備和數據庫,用以實現聯網數據處理。按跨地域範圍的大小分為廣域網、城域網和局域網。 [1] 
中文名
計算機網
外文名
computer network
適用領域
信息工程
別    名
計算機通信網

目錄

計算機網定義

計算機網絡(英語:computer network ),通常也簡稱網路,是指容許節點分享資源的數碼電信網絡:1-3。在電腦網絡,電腦設備會透過節點之間的連接(數據鏈路)互相交換數據,即收發接收和發放網絡資訊。傳輸媒介可分為有線及無線兩類——有線的可用到雙絞線、光纖電纜等媒介:1-4;無線則可用到Wi-Fi、NFC和Bluetooth等。
用於建立、路由及終止數據傳輸的電腦網絡設備即為網絡節點。節點包括像個人電腦、電話、服務器般的主機及其他網絡硬件(如閘道器及路由器):2-15。它們一般以網路位址作識別碼:2-15。當一個設備能夠與另一設備交換資訊時,便可視它們倆已連接成網絡,不論它們是否直連:1-3。專用通信協定在大多數分層中位於其他更通用的通信協定之上。要維持網絡的可靠性,便需要有一定的網絡管理技能。
電腦網絡為海量應用程序及服務背後的基礎。比如存取互聯網、數字視頻、數位音訊:4-p.21-29;共享列印機:1-3;收發電子郵件及即時通訊訊息:4-p.21-29。電腦網絡可依照傳輸介質、傳輸協議、 網絡大小、拓撲、流量控制機制、建立目的等因素區分。世界上最大的電腦網絡為互聯網

計算機網歷史

電腦網絡發展的里程碑包括:
1950年代後期,美軍開始使用指揮系統——賢者系統,其為早期的電腦網絡。
1959年,託利·伊萬諾維奇·基洛夫向蘇聯共產黨中央委員會提出一個詳細的計劃——其目標是建立全國性的網絡中心OGAS,以重整對蘇聯武裝力量及經濟的控制。
1959年,貝爾實驗室的穆罕默德·阿塔拉及姜大元成功研發出金屬氧化物半導體場效電晶體。它於後來成為了電腦網絡建設的基礎元件,比如收發器、基站組件、路由器、射頻功率放大器(英語:)、微處理器、記憶體晶片、電信電路(英語:)。
1960年,商業航空預訂系統——SABRE上線,其連接了兩台大型計算機。
1963年,J·C·R·利克萊德(英語:)向他的同事發送了一份備忘錄,於當中探討「星系間計算網絡」這一概念,即可用於一般用户通訊的電腦網絡。
1964年,達特茅斯學院的研究者開發出達特茅斯分時系統(英語:),以使大型電腦系統的用户分流。同年麻省理工學院的一隊研究團隊在得到貝爾實驗室及通用電氣的支持下,成功以一台電腦來路由及管理電話連接。
在1960年代間,保羅·巴蘭及唐納德·戴維斯(英語:)各自提出了分組交換的概念,以把資訊透過網絡在電腦之間傳輸。戴維斯率先把NPL網絡(英語:)的概念在現實中實現。它是一個位於英國國家物理實驗室,線路速度為768kbit/s的局域網。
1965年,西方電器(英語:)向市面推出了第一個得到廣泛應用的電話交換機,其由電腦所控制。
1966年,托馬斯·馬里爾及勞倫斯·羅伯茨發表了一篇論文,其內容有關一個用於電腦分時的試驗性廣域網。
1969年,ARPANET的首四個節點經已用電路連接,其速度為50kbit/s,在加利福尼亞大學洛杉磯分校、斯坦福大學研究中心、加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校、猶他大學這四個地點之間建立網絡。在分組交換網絡的理論中做出許多傑出貢獻的倫納德·克萊因羅克協助了ARPANET的研發。 1970年代後期,他與其學生法魯克·卡莫恩(英語:)針對分層路由(英語:)的理論性研究對當下互聯網的實際運行仍有一定重要性。
1972年,使用X.25的商業服務經已投入運作,其於後來成為了TCP/IP網絡的基礎。
1973年,法國的CYCLADES(英語:)網絡為第一個使主機可靠地傳遞數據的網絡。
1974年,文頓·瑟夫等人寫出了首個TCP的規格RFC 675(Internet傳輸控制程序的規範),他們在當中首次把「Internet」視作互聯網絡的簡寫。
1976年,Datapoint Corporation的約翰·墨菲開發了ARCNET,第一個用於共享儲存設備的令牌傳遞網絡。
1977年,GTE開發了首個遙距光纖網絡。
1977年,羅伯特·梅特卡夫和尤根·達拉爾開發出施樂網路系統(英語:)。
1979年,羅伯特·梅特卡夫致力使以太網成為開放標準。
1980年,羅恩·克蘭等人開發出一種新的以太網協定,使其速度從2.94Mbit/s升級至10Mbit/s。
1995年,以太網的傳輸速度從10Mbit/s升至100Mbit/s。從1998年起, 以太網支援1Gb/s的傳輸速度。以太網的可擴展性是其得以繼續應用的重要因素。

計算機網應用

這三類網絡在結構、性能、媒質訪問控制等方面都存在很大的差別,均得到廣泛應用。主要用於實現資源(如數據庫、外部設備等)共享,也可用以實現分佈式數據處理和開通可視圖文、電子信箱、電子數據互換等信息通信業務。計算機通信網中對全部功能劃分為幾個功能層次,通信雙方必須遵守的規則和約定稱為“網絡的協議”,因而整個協議也相應地被劃分成若干個層次。各功能層次和協議的集合稱為網絡的體系結構。計算機通信網的體系結構是按照國際標準化組織(ISO)制訂的開放系統互聯(OSI)參考模型來規範的。

計算機網網絡拓撲

網絡拓撲是網絡的幾何形狀分類:1-18。除了影響網絡的容錯度、管理方式、資訊如何流通外,它還會影響網絡的可靠性和架設成本,比如匯流排拓撲較容易發生單點失敗:1-19:4-15、16。一般而言線路愈多愈可靠,但相對地佈線成本亦會提升:1-23。
常見的網絡拓撲有:
匯流排拓撲:所有節點共享一個介質,以此連接其他節點:1-18、19。早期的以太網10BASE5及10BASE2會應用此一拓撲:4-15。
星狀拓撲:所有節點集中連接至一個特殊的裝置,例如交換器、集線器:4-15:1-20。
環狀拓撲:所有節點以形成一個環狀的方式連接,節點間需以順序的方式傳送資訊。應用此一拓撲的有IBM Token Ring、IEEE 802.5 Token Ring。 :1-22:4-17
網狀拓撲:所有節點連接至一個以上的節點:4-20。
樹狀拓撲:所有節點一層一層地以分支形式連接:4-20。
網絡拓撲圖 網絡拓撲圖
混合式拓撲:將上述拓撲混合使用:4-21。在佈置網絡時,一般會混合多種拓撲
參考資料
  • 1.    馬廣文.交通大辭典:上海交通大學出版社,2005.01