計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史與趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史與趨勢(shì)
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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史與趨勢(shì)
自上世紀(jì)50 年代開始，人們及各種組織機(jī)構(gòu)使用計(jì)算機(jī)來(lái)管理他們的信息的速度迅速增長(zhǎng)。早期，限于技術(shù)條件使得當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)都非常龐大和非常昂貴，任何機(jī)構(gòu)都不可能為雇員個(gè)人提供使用整個(gè)計(jì)算機(jī)，主機(jī)一定是共享的，它被用來(lái)存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)、集中控制和管理整個(gè)系統(tǒng)。所有用戶都有連接系統(tǒng)的終端設(shè)備，將數(shù)據(jù)庫(kù)錄入到主機(jī)中處理，或者是將主機(jī)中的處理結(jié)果，通過(guò)集中控制的輸出設(shè)備取出來(lái)。通過(guò)專用的通信服務(wù)器，系統(tǒng)也可以構(gòu)成一個(gè)集中式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用單個(gè)主機(jī)可以為多個(gè)配有I/O 設(shè)備的終端用戶(包括遠(yuǎn)程用戶)服務(wù)。這就是早期的集中式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，一般也稱為集中式計(jì)算機(jī)模式。它最典型的特征是：通過(guò)主機(jī)系統(tǒng)形成大部分的通信流程，構(gòu)成系統(tǒng)的所有通信協(xié)議都是系統(tǒng)專有的，大型主機(jī)在系統(tǒng)中占據(jù)著絕對(duì)的支配作用，所有控制和管理功能都是由主機(jī)來(lái)完成。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是大量功能先進(jìn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，使得每一個(gè)人都可以完全控制自己的計(jì)算機(jī)，進(jìn)行他所希望的作業(yè)處理。當(dāng)以個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)方式呈現(xiàn)的計(jì)算能力發(fā)展成為了獨(dú)立的平臺(tái)，這導(dǎo)致了一種新的計(jì)算結(jié)構(gòu)---分布式計(jì)算模式的誕生。
一般來(lái)講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可分為四個(gè)階段
第一階段：計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，形成面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);
第二階段：在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，完成網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議的研究，形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);
第三階段：在解決計(jì)算機(jī)連網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題的背景下，提出開放系統(tǒng)互連參考模型與協(xié)議，促進(jìn)了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展;
第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向互連、高速、智能化方向發(fā)展，并獲得廣泛的應(yīng)用。
面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段
在上個(gè)世紀(jì)50 年代，由于計(jì)算機(jī)的造價(jià)昂貴，所以計(jì)算機(jī)資源匱乏且放置集中。需要使用計(jì)算機(jī)的用戶必須親自攜帶程序，到放置計(jì)算機(jī)的機(jī)房進(jìn)行手工操作，這為用戶使用計(jì)算機(jī)帶來(lái)了極大的不便。而具有收發(fā)功能的終端機(jī)(terminal)的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題，人們通過(guò)通信線路將計(jì)算機(jī)與終端相連，通過(guò)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這種“終端-通信線路-計(jì)算機(jī)”的模式被稱為遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，由此開始了計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)
相結(jié)合的年代，遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)就被稱為第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，構(gòu)成面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。用一臺(tái)中央主機(jī)連接大量的地理上處于分散位置的終端。如50 年代初美國(guó)的SAGE 系統(tǒng)。
為減輕中心計(jì)算機(jī)的負(fù)載,在通信線路和計(jì)算機(jī)之間設(shè)置了一個(gè)前端處理機(jī)FEP 或通信控制器CCU 專門負(fù)責(zé)與終端之間的通信控制,使數(shù)據(jù)處理和通信控制分工。在終端機(jī)較集中的地區(qū)，采用了集中管理器(集中器或多路復(fù)用器)用低速線路把附近群集的終端連起來(lái),通過(guò)MODEM 及高速線路與遠(yuǎn)程中心計(jì)算機(jī)的前端機(jī)相連。這樣的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)既提高了線路的利用率，又節(jié)約了遠(yuǎn)程線路的投資。
遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是單主機(jī)多終端，所以從嚴(yán)格意義上講，并不屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)范疇。
計(jì)算機(jī)—計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段
60年代中期，出現(xiàn)了多臺(tái)計(jì)算機(jī)互連的系統(tǒng)，開創(chuàng)了“計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)”通信的時(shí)代。美國(guó)的ARPA網(wǎng)，IBM的SNA網(wǎng)，DEC的DNA網(wǎng)都是成功的典例。這個(gè)時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是相對(duì)獨(dú)立的，未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)發(fā)展到一定的階段，計(jì)算機(jī)的用戶希望使用其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源。同時(shí)，擁有多臺(tái)計(jì)算機(jī)的大企業(yè)也希望各計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行信息的傳輸與交換。于是在20世紀(jì)60 年代出現(xiàn)了以實(shí)現(xiàn)“資源共享”為目的的多計(jì)算機(jī)互連的形態(tài)。在這個(gè)階段，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的通信可靠性和準(zhǔn)確性提出了更高的要求。系統(tǒng)中采用在計(jì)算機(jī)和線路之間設(shè)置通信控制處理機(jī)(CCP：communication control processor)的方式來(lái)提高系統(tǒng)性能，如圖1.10所示。
這一階段結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是：以通信子網(wǎng)為中心，多主機(jī)多終端。1969 年在美國(guó)建成的ARPAnet 是這一階段的代表。在ARPAnet 上首先實(shí)現(xiàn)了以資源共享為目的不同計(jì)算機(jī)互連的網(wǎng)絡(luò)，它奠定了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)，成為今天因特網(wǎng)的前身。
開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)階段
上個(gè)世紀(jì)60 年代末ARPAnet等的成功運(yùn)用極大地刺激了各計(jì)算機(jī)公司對(duì)網(wǎng)絡(luò)的熱衷，自70 年代中期開始，各大公司在宣布各自網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的同時(shí)，也公布了各自采用的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，提出成套設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的概念。例如，IBM 公司于1974 年率先提出了“系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”(SNA)，DEC 公司于1975 公布“分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”(DNA)，UNIVAC 公司則于1976 年提出了“分布式通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”(DCA)。在這個(gè)時(shí)期，不斷出現(xiàn)的各種網(wǎng)絡(luò)雖然極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，但是眾多不同的專用網(wǎng)絡(luò)體系標(biāo)準(zhǔn)給不同網(wǎng)絡(luò)間的互連帶來(lái)了很大的不便。鑒于這種情況，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1977 年成立了專門的機(jī)構(gòu)從事“開放系統(tǒng)互連”問(wèn)題的研究，目的是設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系模型。1984 年ISO 頒布了“開放系統(tǒng)互連基本參考模型”，這個(gè)模型通常被稱作OSI 參考模型。只有標(biāo)準(zhǔn)的才是開放的OSI 參考模型的提出引導(dǎo)著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)走向開放的標(biāo)準(zhǔn)化的道路，同時(shí)也標(biāo)志著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展步入了成熟的階段。從此，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，大大加速了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
在OSI參考模型推出后，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展道路一直走標(biāo)準(zhǔn)化道路，而網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的最大體現(xiàn)就是Internet的飛速發(fā)展?，F(xiàn)在Internet已成為世界上最大的國(guó)際性計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)。Internet遵循TCP/IP參考模型，由于TCP/IP仍然使用分層模型，因此Internet仍屬于第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
高速、智能的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)第一代、第二代和第三代的發(fā)展，表現(xiàn)出其巨大的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。進(jìn)入2 0世紀(jì)9 0年代以來(lái)，微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、光通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支持;而網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用正迅速朝著高速化、實(shí)時(shí)化、智能化、集成化和多媒體化的方向不斷深入，新型應(yīng)用向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提出了挑戰(zhàn)，新一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)已成必然。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展既受到計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和通信科學(xué)技術(shù)的支撐，又受到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的推動(dòng)。如今，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從體系結(jié)構(gòu)到實(shí)用技術(shù)已逐步走向系統(tǒng)化、科學(xué)化和工程化。作為一門年輕的學(xué)科，它具有極強(qiáng)的理論性、綜合性和依賴性，又具有自身特有的研究?jī)?nèi)容。它必須在一定的約束條件下研究如何合理、有效地管理和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源(如鏈路、帶寬、信息等)，提供適應(yīng)不同應(yīng)用需求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和拓展新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提高，更加刺激了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化和復(fù)雜化，多媒體應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所占的份額越來(lái)越高，同時(shí)，用戶不僅對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬提出越來(lái)越高的要求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性和可用性等也提出了新的要求。為了向用戶提供更高的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)管理也逐漸進(jìn)入了智能化階段，包括網(wǎng)絡(luò)的配置管理、故障管理、計(jì)費(fèi)管理、性能管理和安全管理等在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)都可以通過(guò)智能化程度很高的網(wǎng)絡(luò)管理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入了高速、智能的發(fā)展階段。
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