《信息化工作基础知识》(干部教材) >>第七章>>第一节 计算机网


随着信息技术的飞速发展和不同领域的应用,有各种类型的信息网络出现。在这一章中我们着重讨论计算机网络,对其他多种信息网络也作简要的叙述。

一、发展简史
从二十世纪六十年代开始,人类就想方设法利用当时现成的通信线路来延长计算机主机和终端设备的连接距离,让在远方的用户能够远距离地操作计算机。这是计算机网络的雏形。到了二十世纪八十年代,计算机网络演变成在各台计算机之间进行数据交换的方式。当时的交换还仅限于在一台大机器(往往称为主机)和若干台小机器之间的小范围内进行,交换的内容也仅限制在数据业务范围内。那时配备网络硬软件的代价非常昂贵,一般用户单位不大用得起。进入八十年代之后,由于出现了廉价的个人计算机和计算机局域网技术,给人们在计算机的相互连接和信息的共享方面提供了很大的发展空间;大约在七十年代末开始,从美国的一种军用网络技术(ARPA)又发展出一种新型网络技术,它就是今天互联网的雏形。新发展起来的互联网技术给人们提供了可以在各种类型的计算机之间共享信息和资源的便利,所以它很快便成为今天连接绝大多数计算机信息系统的通用标准技术。
正如我们在上面已经提及的那样,计算机网络的发展已经前后经历了约30年左右的时间。在这段时间内,计算机网络的通信从简单到复杂、从低级到高级、从低速窄带到高速宽带,从原来仅有的利用电话线开始,到今天拥有通过双绞线、同轴电缆、卫星微波信道、光纤通道和蜂窝无线信道等丰富的传输技术;从没有标准发展到有大家公认的标准;同时,计算机网络的应用从一开始的简单文字处理和数值计算发展成为现在的可以支持智能化的多媒体应用的大规模信息化的局面。正如大家现在所看到的那样,整个计算机网络技术对于我们的生活、工作、学习和娱乐产生了很大的影响。毫无疑问,今后还将对人类的文明进步产生更加深刻的影响。
二、网络分类
计算机网络有多种分类方法:按照网络所覆盖的区域可划分为局域网、城域网和广域网;按照网络通信部分所用技术标准可划分为:TCP/IP网、ATM网、SDH网、帧中继网和X.25网;按照所用信道带宽可划分为:宽带网和窄带网;按照所用信道类型可划分为:卫星网、微波网和光纤网。
另外,网络还可以按照其形成技术来划分, 比如完全用物理的通信信道自己连接起一个网络来, 这叫做物理网。也就是说,这个网络完全是一个"实实在在","看得见,摸得着"的东西。从前一般的网络都是这么建设的。另一方面,现在随着网络技术的发展。很多场合没有必要按照上面所讲的那样来建设,而只需使用一种称之为"虚拟网"的技术就可以了。所谓"虚拟网",就是使用一种新型的组网设备,使得许多的用户可以共同使用同一套物理的网络,而通过组网设备的硬软件的帮助,把每一网络的用户组之间完全实现隔离。这样虽然总共只有一个实际的物理网络,却可以在其之上实现许多并行的、互不相干的计算机网络。 这种技术称为"虚拟网络"技术。采用这种技术具有可靠、低价、高性能等一系列优点,得到了大量的应用。
目前,人们经常提到骨干网、接入网和城域网。城域网是指一个用来覆盖整个城市的计算机网络。但是一个大型的能够覆盖很大范围的计算机网络必定不是一个很简单的网络。它由各个部分组成。总的来说,城域网可以由骨干网和接入网两部分组成。骨干网的作用就象一个城市的高速公路干线一样,是形成网络主要传输能力的部分,它的速率往往很高,可以支持很多的信息同时在上面传递;而接入网则象高速公路系统的支线,用来连接主干公路和本地的许多用户单位和社区。我们可以根据需要,因地制宜地采用各种接入网络技术来构筑我们的接入网。
另外,宽带网的建设已成为今天的热门话题,它是当今计算机网络技术发展的一个主流方向。所谓宽带,就是传输信道的带宽很大,也就是说传输的速率很高。宽带是一个相对的概念,对于接入网来说,超过1兆比特/秒的传输信道就称为是宽带的。由于视觉、听觉等人类用来与外部物理世界打交道的途径被科技工作人员发展成计算机的多媒体技术,来增强人类与计算机交互的能力,在网络环境中使用多媒体技术已经普遍被人们所接受。所以,网络能够传输多媒体就势必要用到较大的信道传输带宽。宽带网的建设主要是要有快速的通信信道、具有能够实时处理大量信息能力的设备和管理这些设备的相应软件。特别重要的是要有大量适合在宽带网上运行使用的应用内容。宽带传输技术现在发展得特别快,最近已经出现了可以传输T(10的12次方)数量级的宽带信道,总的发展趋势是传输的成本越来越低,可以支持信息量更大,更快速的网上应用。
从主干网络的传输角度来说,宽带网的(主干)信道可以同时支持网上大量的用户和大量的应用;从用户接入网络的角度讲,宽带网可以支持用户对大容量信息上行或下载的需求。
三、工作原理
计算机网络是通过一种叫做报文分组交换(也常常被叫为"包"交换)的方式在所有的联网计算机之间交换信息的。包交换的概念很容易理解。与我们日常打电话不一样,在打电话时,我们首先要在打电话的双方之间接通线路。当我们接通电话线路开始通话时,我们实际上是连续地在线路上传送信息,这条线路被我们独占。而让我们再来考察另一类通信,那就是邮政通信服务。当人们有信息要传输到某地去时,人们先把写好信息的纸装入信封,在信封内写上收发地址和收发人姓名。贴上邮票后寄出去。这些信经过中间的转寄投递过程后,送到收信人手中,收信人将信息(纸)从信封内取出。与电话通信不同,这种方式也可以完成一次信息的传输。我们上面所讲的"包交换"的技术就和邮政系统的信息传输相类似,只是采用了电子方式的"信封"(即所谓的"包")来包装信息,而且放在高速的数字线路上传输而已。