计算机网络概述 简述计算机网络的形成与发展过程
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在前面我们已经学会了用Word编辑文章，用Excel进行统计和计算，逐步感受到了用计算机处理信息的强大能力。现在假设你在家里的计算机上已编排好了你的漂亮而有个性的自荐书，怎样才能把这个文件复制到你的同事或同学的计算机中呢？传统的方法是将文件复制到磁盘（或U盘），再把磁盘（或U盘）带到你的同学那儿，把文件从磁盘（或U盘）再复制到另一台计算机上。但是，如果你的同学和你远隔千里，或者需要将你的文件复制给成百上千个同学，又该怎么办呢？通过邮寄！耗时、费力、花金钱。
计算机网络技术能够很好地解决计算机信息传输与共享。
那么，到底什么是计算机网络，它的发展过程怎样，怎样分类，计算机网络的功能有哪些？
一、什么是计算机网络
计算机网络是将计算机与通信这两大现代技术相结合的产物。所谓计算机网络，就是把分布在不同地点的具有独立功能的多台计算机系统，通过通信设备和线路连接起来，再配有相应的支撑软件，以实现计算机间的相互通信、资源共享的系统。
随着计算机网络的发展，对“计算机网络”这个概念的定义和理解，也是在不断变化和完善。
二、计算机网络的发展
计算机网络的发展过程大致分为以下四个阶段：
1.第一代计算机网络
第一代计算机网络是面向终端的计算机网络。20世纪50年代中后期，许多系统都将地理上分散的多个终端（一种只有键盘和显示器，没有存储和数据处理能力的设备）通过通信线路连接到一台中心计算机上，这就是计算机网络的雏形，早期的计算机——终端系统，也称联机系统，也就是第一代计算机网络。其典型应用是由一台计算机和全美2000多个终端组成的飞机订票系统、美国半自动地面防空系统（SAGE）。在这种方式中，主机是网络的中心和控制者，终端分布在各处并与主机相连，用于通过本地的终端使用远程的主机。
2.第二代计算机网络
第二代计算机网络是计算机通信网络。面向终端的计算机网络只能在终端和主机之间进行通信，子网之间无法通信。因此，20世纪60年代中期开始，出现了多个主机互联的系统，可实现计算机—计算机的通信，它由通信子网和用户资源子网（第一代网络）构成，用户通过终端不仅可以共享本机上的软硬件资源，还可共享通信子网中其他主机上的软硬件资源。但是，由于没有成熟的网络操作系统软件来管理网上的资源，它只能称为网络的初级阶段，因此，称其为计算机通信网。
第二代计算机网络以通信子网为中心。典型的代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPAnet。
3.第三代计算机网络
第三代计算机网络是Internet。这是网络互联阶段，具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放化和标准化。
20世纪70年代后期，局域网诞生，由于投资少，方便灵活而得到广泛应用和迅速发展，例如，以太网。各大公司都开发有相应于自己的系统网络体系结构。为了使不同网络体系结构的网络能相互交换信息，国际标准化组织 ISO（International Standards Organization）于1977年成立专门机构，提出了开放系统互连参考模型 OSI/RM（Open system interconnection/reference model），简称OSI，标志着第三代计算机网络的诞生。
4.第四代计算机网络
第四代计算机网络是千兆位网络。千兆位网络也叫宽带综合业务数字网，也就是人们常说的“信息高速公路”。
计算机网络发展的基本方向：开放、集成、高性能（高速）、智能化。
开放是指开放的体系结构，开放的接口标准，使各种异构系统便于互联和具有高度的互操作性，归根结底是标准化问题。
集成表现在各种服务和多种媒体应用的高度集成。
高性能表现在网络应当提供高速的传输，高效的协议处理和高品质的网络服务。
智能化表现在网络的传输和处理上能向用户提供更为方便、友好的应用接口；在路由选择、拥塞控制和网络管理等方面显示出更强的主动性。
三、计算机网络的分类
对计算机网络进行分类的标准很多，按信息传输技术可分为广播式和点到点网络，按传输介质可分为有线网和无线网等，这些标准都只能给出网络某一方面的特征，我们采用一种能反映网络技术本质的分类标准，即按计算机网络的通信距离来分类。
按照通信距离，计算机网络通常分为：局域网（Local area network）、城域网（Metropolitan area network）、广域网（Wide area network）、互联网（Internetwork）。它们所具有的特征参数如表6-1。
表6-1 计算机网络特征参数表
1.局域网
局域网是指连接近距离的计算机组成的网络。规模相对较小，局域网的分布范围一般在几千米以内，最大距离不超过10千米。这种网络是小型机、微型机大量推广后发展起来的，具有组网成本低，配置容易，速率高，组网方便、灵活、应用广等特点。常见于一个房间、一幢大楼、一个学校、一个工厂或一个企业内。
目前，许多学校都建了局域网，如联网的微机教室等。
2.广域网
广域网也称远程网，是相对于局域网而言的，它涉及范围较大，通常可以达几十千米，甚至上百千米。它把分布在若干城市、地区甚至国家中的计算机连接在一起而组成网络。因为传输距离较远，所以传输速率低于局域网，误码率高于局域网。在广域网中为了保证网络的可靠性，采用比较复杂的控制机制。
许多全国性的计算机网络就属于这种网络，例如，中国的CHINANET网等。
3.城域网
城域网是介于局域网和广域网之间的一种较大范围内的高速网络。随着局域网功效的日益显现，人们逐渐要求扩大局域网的范围，或者将各个局域网连接起来，以便在更大范围内进行信息传输和共享。城域网正好能满足这种需求，其覆盖范围一般是在一个城市内。
目前，我国的各大城市都建有城域网。
4.互联网
互联网技术其实并不是一种具体的物理网络技术，而是将跨地区和国家的若干网络按照某种协议统一起来，实现WAN和WAN、WAN和LAN、LAN和LAN之间互联的技术。
目前，世界上发展最快、也是最热门的互联网就是Internet网，即因特网。关于因特网的具体内容将在本章第三节介绍。
四、计算机网络的功能
1.资源共享
充分利用计算机系统软硬件资源是计算机网络最主要的功能。网络的用户可以共享分布在任何地理位置的资源，包括软件、硬件（如硬盘、打印机等）、尤其是数据，这种资源共享功能方便了用户，节约了投资。
2.远程通信
计算机与计算机、计算机与终端之间快速可靠地相互传送信息，这是计算机网络最基本的功能。通过网络，两个或多个相隔千里之遥的人可以一起写报告、编教材，你可以直接和感兴趣的作者交换意见，或者商讨合作事宜，远隔千里，却“不再遥远”。当某人修改了联机文档的某处时，其他人员可以立即看到变更，而不必花几天的时间等待信件。利用这种方式大大提高了效率、节约了费用（这种通信手段比电话、信件便宜得多）。
有着“第四媒体”之称的Internet网络打破了时间和空间的限制，使信息传播速度很快，几乎达到顷刻就能传遍全球的地步。网络通信具有传播的实时性、交互性，内容丰富性，声音、图像、多媒体并举等优势。春节联欢晚会、奥运会等大型事件的现场直播都采用了互联网作为直接的传播渠道，充分展示了网络超强的通信能力。
3.集中管理和分布管理
由于计算机网络具有资源共享能力，使得在一台或多台服务器上管理其他计算机上的资源成为可能，这一功能在某些部门显得尤为重要，例如银行系统通过计算机网络，可以将分布于各地的计算机上的财务信息传到服务器上实现集中管理。
在计算机网络中，把一项复杂的任务（或一个比较大的问题）划分成若干个子任务（或子问题），由网络上各计算机分别承担一部分任务，同时运作，共同完成，从而使整个系统的效率和功能加强。
例如，从1988年开始实施的“人类基因组计划”是由美国倡导，在世界范围内进行的，整个研究过程依托了高性能超大容量的网络服务器和网络，对庞大的基因数据库进行分布式管理，利用称之为“网络计算”（网络把分布在各地的计算机连接起来，用户分享网上资源，感觉如同个人使用一台超级计算机一样）的方式来解决破解基因代码中数据量极大的科学工程计算。
计算机网络是指将多台计算机或设备通过通信链路相互连接起来，以实现信息和资源的共享、通信和协作的系统。计算机网络可以是局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）等不同范围的网络。
计算机网络通常由以下几个要素组成：
1.节点（Node）： 节点是指计算机网络中的参与通信和交换数据的设备或主机，如个人电脑、服务器、路由器、交换机等。
2.通信链路（Link）： 通信链路是节点之间传输数据的物理连接，可以是有线的（如以太网、光纤）或者无线的（如Wi-Fi、蜂窝网络）。
3.协议（Protocol）： 协议是计算机网络中规定节点之间通信和数据交换方式的规则和约定，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层等多个层次的协议。
4.拓扑结构（Topology）： 拓扑结构是指计算机网络中节点和通信链路的物理或逻辑布局方式，常见的拓扑结构包括星型、总线型、环型、网状型等。
5.网络设备（Network Devices）： 网络设备是指用于构建和管理计算机网络的硬件设备，如路由器、交换机、网桥、集线器等。
计算机网络的作用包括但不限于：
6.资源共享： 可以共享打印机、文件、数据等资源。
7.通信和协作： 通过网络可以进行远程通信、协作和数据交换。
8.信息传递： 可以传递各种形式的信息，如文本、图像、音频、视频等。
9.分布式计算： 可以实现分布式计算和并行处理，提高计算效率。
10.媒体传输： 可以实现音视频流媒体的传输和在线直播等功能。
总的来说，计算机网络已经成为现代信息社会的基础设施之一，对于促进信息交流、促进经济发展和社会进步起着重要作用。
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