计算机网络的新进展,可以从通信技术的进步、多媒体技术的进步和网上应用的进步这三个方面分别来看。
一、通信技术的进步
通信技术是现代先进技术中发展得很快的一个领域。随着计算机互联网的规模的日益扩大,对带宽的需求也日益增大,通信网络在这个刺激下也突飞猛进地发展。最近的进步主要表现在交换方式IP化、光纤采用波分复用技术扩容和计算机采用无线接入方式这三个大的方面。下面分别就这三个方面作一介绍。
1、交换方式IP化
交换方式的变化是在互联网技术发展的前提下发生的。由于传统的通信交换方式几乎毫无例外地使用了直接用一条电路将通信双方连接起来的电路交换方式,令信道的容量利用率得不到提高。在信道利用方面虽然也采用了一些动态调度带宽的技术措施,但不能根本解决问题。包交换技术的出现和成熟为通信交换技术提供了一个崭新的途径,特别是在高速处理器(通信节点事务处理)和宽带信道就绪的前提下,包交换技术更成为一个颇具吸引力的方式。直接在光纤上传输信息包,用"线速"路由交换机来交换信息,就具备了全速交换的能力。用这种方式来交换信息,不再需要通过在光纤上搭建复杂的SDH和ATM传输基础设施,再在上面来建设IP网的传统途径,可以节省费用,加大灵活性,增加功能,减少管理复杂度。但是如果需要严格的同步传输,则IP网目前做不到,因为它本身就不是这种模式。
注解:交换的概念在计算机网络中至关重要。由于信息在网中要挑选较合适的路径从某一台计算机传到另一台计算机,中间必然会经过多次的转发。这样,根据需要把各方面来的信息通过一台"交换机"把某一方面传来的信息切换到另一个方向去的过程叫"交换"。交换的做法大致还可以分成几种,那就是电路交换和包交换。电路交换的最简单例子就是电话线路经过电话交换机的连接形成一个完整的物理通信链路。而包(也称为"报文分组")交换的典型例子就是邮政系统的信件传递(如果在这里把邮路比喻成电路,把信封看成是"包"的话)。我们可以想象每封信都在以"包"为单位在交通线路上传递。
2、 光纤的波分复用技术(WDM-Wavelength Division Multiplexing)
传统的技术无法很好地利用光纤的带宽资源,配套接口电路的速率也不够用。所以如何把光纤的带宽资源"挖掘"出来是很重要的。波分复用技术较好地解决了这个问题。其思想是用不同的光谱的光束做载波,每种载波调制一路数据信号,将各束调制后的光信号集中到一起,形成一束混合光,再送到光纤里去传输。这束光在传输的路程中可以只需一个光放大器就能够实现多路信号的增强,(这使用原来的技术是无法实现的)等到信号传到接收端,按照发送时相似的方式反向把各个光束分解开来,再通到各个接口电路里去。这样实现一根光纤传输从前要用很多根光纤才能作到的带宽。目前这种技术已经能够达到每秒几百个"特"(T)位的传输速率。
3、无线接入方式(Wireless Access)
无线接入方式最近已经成为一种很热门的网络接入方式。由于光纤的传输容量非常大,可以用来在远距离上传输大容量的信息,所以很快便普及开来了。但是,光纤也有它的问题,就是不能够支持移动的通信,于是,人们被动地让光纤电缆等有线传输媒体给"绑"在桌子面前。让网络的使用者获得最大的自由,包括可以在移动中方便地使用并获得高速的传输服务在内,是现代通信技术孜孜以求的奋斗目标。网络的无线接入方式最近由于下面两种技术的进步,获得了长足的发展,并且还在不断地高速发展,目前这一波可以被称为是第二代的无线数字接入技术。第三代技术标准也正在形成中。
TDMA: TDMA是时分复用多路访问技术。是指用单个高速的信道来携带多个较低速率的信号的技术。每个较低速率的信号以时间片轮换分配的形式轮流在高速信道中传输,每路信号都得到轮流传输的机会。这样就可以实现很多的计算机在一个高速无线信道中传输的目的。
CDMA: CDMA是指码分复用多路访问技术。是用多种不同代码对相对较低速率的信号进行编码,放在同一个高速信道中进行传输的技术。TDMA和CDMA是继提供模拟移动通信的FDMA方式之后出现的新一代数码通信技术。
二、多媒体技术的进步
多媒体(Multimedia)是适应人类与外部世界交往方便而开发出来的适应人的耳、鼻、嘴和眼等感官的信息交流技术。说得简单一点,就是可以借助用嘴讲、用耳朵听、用眼看或者用手模等方式直接上网使用各类信息,就象我们平时生活工作学习娱乐时一样。计算机多媒体技术的发展给人类带来了极大的方便。首先,人类可以借助多媒体技术实现自然的人际交流。大家在网络上就象直接见面一样地交流信息。这和写信大不相同了。有了多媒体技术的帮助,甚至不识字的老人都可以借助网络来交流信息,因为他感觉是和他平时和别人交往时并没有什么区别。这就把计算机信息技术往前大大地推进了。
三、网上应用的进步
在前面介绍计算机网络典型应用时已经提到过的"虚拟现实"等技术都是网络上应用发展的重要进步。这里不再重提。下面介绍另外的几个进展。
1、先进网管技术
一个完善的网络管理需要完成的任务是:
· 性能管理:有许多因素可以导致计算机网络性能的下降。计算机网络也象其他的设备系统一样,要经常进行调整,否则就不能够发挥其全面的性能。有专门的设备或者软件可以用来做这件事。长期或者全局地来讲可以通过统计分析网上的信息流量来分析性能,短期的或者局部地,可以用仪器来检测信息的流通情况。总之,要通过上述各类方法检查出影响性能的问题,加以纠正,提高或恢复网络的性能。
·帐号管理:计算机网络要对网络资源进行统一管理,其中对于使用者的管理是最重要的环节之一。帐号管理要对用户的口令、权限、使用费用等进行全面的管理。例如用户是否是超级用户?允许使用多少资源?他在帐号中是否有钱?并定期出帐单等。
·安全管理:安全管理是保证一个计算机网络系统能够正常运行的基本条件之一。网络上由于各种信息来往频繁,难免会有病毒通过通信渠道传递过来。还有不怀好意者有意识地对某些网络资源的薄弱环节进行攻击等,都是影响网络安全的因素。网络的安全管理为系统提供了一个安全的屏障,并能够报警,防范攻击。
·拓扑管理:我们在前面已经讲过计算机网络的拓扑概念。实际上一个计算机网络拓扑往往不会非常简单,不可能作到一目了然。如一个大型的校园网,往往由许多的大小局域网相互连接而成。如何掌握整个网络中各个网段的接入和拆除?如何知道什么地方出现了故障?拓扑管理就要解决这个问题。好的网络管理软件甚至会了解到每一台接入到网上的计算机的细节情况,包括机器上的软件配置情况。
计算机网络发展到今天,已经出现了大大小小的网络相互连接,各种业务彼此交错,各个单位和系统互连在一个物理大网上的错综复杂的局面,以致于整个网络越来越难以管理。怎样做到既把许多并不相干的单位连到一个网上,让大家来共同使用一个超高速的传输环境而互相不干扰呢?怎样才能有效地发挥整个网络上的所有资源呢?一种技术应运而生,就叫做虚拟网管。虚拟网络管理的意思是指实际上各个单位或各个系统都挂在同一个大网络中,大家的信息走的都是同一套信道,但是使用这种网络管理软件后,就可以作到每个系统所属的单位挂到网上后都可以以自己的系统为目标进行自身管理,保证不会出现冲突和互相干扰的现象。每一个单位或系统都能感觉到他们仍然在使用一套他们自己独立的网络一样。今天稍微成规模一些的网络都配有虚拟网管软件。
还有一种发展得较快的管理系统称为OSS? 它是运行支撑系统(Operating Support System)的缩写。这种系统实际上是许多大型软件的集成。使用这种OSS系统,可以帮助大型的计算机网络系统运营管理者便利地、高效地管理他们自己的整个系统。因为整个大型、特大型网络建设和发展到一定的规模,一般使用简单的人工管理是力不从心了。
2、信息安全得到保障
网上应用普遍推广的一个重要的基础条件是:通过网络传输的信息必须能够确保安全。而按照互联网原来的设计,并不能够保证做到这一点。所以国际上很多人都在这方面投入大力量做研究和开发。目前已经有不少保护网上信息安全的软件和产品问世,预计不久将会在这方面形成一大批高效、安全的技术,使得电子商务、网上金融或者需要保密的政府内部信息等特别需要安全保障的业务可以可靠地在网上展开。
3、自动翻译文字声音
互联网环境中信息虽多,但绝大部分的信息都是外文的。这种情况给网上的浏览带来很大的不便。目前已经出现了这样一类软件,即可以从英文翻译到其他好多种文字。也可以从其他文字翻译到英文。由于目前在全世界网上的信息中,英文文种的内容占了绝大部分,所以这类软件也能够解决一些问题。不过,离开"很好用"这个程度还有一段路要走。相信不久的将来就能够解决这个问题,好让大家在网上"冲浪"时没有语言障碍。