计算机网络的基本概念、组成部分、分类,发展简史;Internet、WW 组成细胞的分子概念图

计算机网络的基本功能是信息流通和资源共享。T就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统。

计算机网络的分类
1。 局域网(Local AreaNetwork;LAN)
通常我们常见的“LAN”就是指局域网,这是我们最常见、应用最广的一种网络。现在局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及,几乎每个单位都有自己的局域网,有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。很明显,所谓局域网,那就是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的地区范围较小。局域网在计算机数量配置上没有太多的限制,少的可以只有两台,多的可达几百台。一般来说在企业局域网中,工作站的数量在几十到两百台次左右。在网络所涉及的地理距离上一般来说可以是几米至10公里以内。局域网一般位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层的应用。
这种网络的特点就是:连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网:以太网(Ethernet)、令牌环网(TokenRing)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及最新的无线局域网(WLAN)。这些都将在后面详细介绍。

2。城域网(Metropolitan Area Network;MAN)
这种网络一般来说是在一个城市,但不在同一地理小区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10 ̄100公里,它采用的是IEEE802.6标准。MAN与LAN相比扩展的距离更长,连接的计算机数量更多,在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。在一个大型城市或都市地区,一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。由于光纤连接的引入,使MAN中高速的LAN互连成为可能。
城域网多采用ATM技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。ATM包括一个接口和一个协议,该协议能够在一个常规的传输信道上,在比特率不变及变化的通信量之间进行切换。ATM也包括硬件、软件以及与ATM协议标准一致的介质。ATM提供一个可伸缩的主干基础设施,以便能够适应不同规模、速度以及寻址技术的网络。ATM的最大缺点就是成本太高,所以一般在政府城域网中应用,如邮政、银行、医院等。

3。 广域网(Wide Area Network;WAN)
这种网络也称为远程网,所覆盖的范围比城域网(MAN)更广,它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联,地理范围可从几百公里到几千公里。因为距离较远,信息衰减比较严重,所以这种网络一般是要租用专线,通过IMP(接口信息处理)协议和线路连接起来,构成网状结构,解决循径问题。这种城域网因为所连接的用户多,总出口带宽有限,所以用户的终端连接速率一般较低,通常为9.6Kbps ̄45Mbps如:邮电部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN网。

4.互联网(Internet)
互联网又因其英文单词“Internet”的谐音,又称为“英特网”。在互联网应用如此发展的今天,它已是我们每天都要打交道的一种网络,无论从地理范围,还是从网络规模来讲它都是最大的一种网络,就是我们常说的“Web”、“WWW”和“万维网”等多种叫法。从地理范围来说,它可以是全球计算机的互联,这种网络的最大的特点就是不定性,整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接入在不变的变化。当您连在互联网上的时候,您的计算机可以算是互联网的一部分,但一旦当您断开互联网的连接时,您的计算机就不属于互联网了。但它的优点也是非常明显的,就是信息量大,传播广,无论你身处何地,只要联上互联网你就可以对任何可以联网用户发出你的信函和广告。因为这种网络的复杂性,所以这种网络实现的技术也是非常复杂的,这一点我们可以通过后面要讲的几种互联网接入设备详细地了解到。

计算机网络的发展史

计算机网络近年来获得了飞速的发展。20年前,在我国很少有人接触过网络。现在,计算机通信网络以及Internet已成为我们社会结构的一个基本组成部分。网络被应用于工商业的各个方面,包括电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。从学校远程教育到政府日常办公乃至现在的电子社区,很多方面都离不开网络技术。可以不夸张地说,网络在当今世界无处不在。
1997年,在美国拉斯维加斯的全球计算机技术博览会上,微软公司总裁比尔盖茨先生发表了著名的演说。在演说中,“网络才是计算机”的精辟论点充分体现出信息社会中计算机网络的重要基础地位。计算机网络技术的发展越来越成为当今世界高新技术发展的核心之一。
网络的发展也是一个经济上的冲击。数据网络使个人化的远程通信成为可能,并改变了商业通信的模式。一个完整的用于发展网络技术、网络产品和网络服务的新兴工业已经形成,计算机网络的普及性和重要性已经导致在不同岗位上对具有更多网络知识的人才的大量需求。企业需要雇员规划、获取、安装、操作、管理那些构成计算机网络和Internet的软硬件系统。另外,计算机编程已不再局限于个人计算机,而要求程序员设计并实现能与其他计算机上的程序通信的应用软件。
计算机网络发展的阶段划分
在20世纪50年代中期,美国的半自动地面防空系统(Semi-Automatic GroundEnvironment,SAGE)开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试,在SAGE系统中把远程距离的雷达和其他测控设备的信息经由线路汇集至一台IBM计算机上进行集中处理与控制。世界上公认的、最成功的第一个远程计算机网络是在1969年,由美国高级研究计划署(AdvancedResearch ProjectsAgency,ARPA)组织研制成功的。该网络称为ARPANET,它就是现在Internet的前身。
随着计算机网络技术的蓬勃发展,计算机网络的发展大致可划分为4个阶段。
第一阶段:诞生阶段
20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机定票系统。终端是一台计算机的外部设备包括显示器和键盘,无CPU和内存。随着远程终端的增多,在主机前增加了前端机(FEP)。当时,人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统”,但这样的通信系统已具备了网络的雏形。
第二阶段:形成阶段
20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供服务,兴起于60年代后期,典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANET。主机之间不是直接用线路相连,而是由接口报文处理机(IMP)转接后互联的。IMP和它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务,构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序,提供资源共享,组成了资源子网。这个时期,网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”,形成了计算机网络的基本概念。
第三阶段:互联互通阶 段
20世纪70年代末至90年代的第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。ARPANET兴起后,计算机网络发展迅猛,各大计算机公司相继推出自己的网络体系结构及实现这些结构的软硬件产品。由于没有统一的标准,不同厂商的产品之间互联很困难,人们迫切需要一种开放性的标准化实用网络环境,这样应运而生了两种国际通用的最重要的体系结构,即TCP/IP体系结构和国际标准化组织的OSI体系结构。
第四阶段:高速网络技术阶段
20世纪90年代末至今的第四代计算机网络,由于局域网技术发展成熟,出现光纤及高速网络技术,多媒体网络,智能网络,整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统,发展为以Internet为代表的互联网。
计算机网络的发展方向
从计算机网络应用来看,网络应用系统将向更深和更宽的方向发展。
首先,Internet信息服务将会得到更大发展。网上信息浏览、信息交换、资源共享等技术将进一步提高速度、容量及信息的安全性。

Internet的概念

Internet是一个很庞大的网络。在我们的现实生活中,有三种网络,第一种是电话网。第二种是由同轴电缆组成的有限电视网,那么最后的一个就是互联网了。这三种网络并不是严格的被区分开,随着通信技术的快速发展,他们将越来越密的联系在一起。通俗的说,互联网是将彼此孤立的局域网连接在一起。也许你会问,那他们怎样通信呢?这个问题也是互联网在发展初期所遇到的问题。因为刚开始的局域网在硬件和软件(包括通信协议)方面没有统一的标准,所以当人们想把他们连在一起时,才发现他们彼此很难通信。在这种情况下,在国际上出现了一个国际标准组织,它专门来负责制定标准。而这些标准主要参考一些老牌计算机公司过去已经研制成功的通信协议标准,把他们作为该国际标准中的一部分。逐渐的这种国际标准被越来越多的计算机公司所接受,互联网的发展也就获得了更大的发展,所连接的地域范围越来越大。
这里我就能够给出互联网的定义:Internet是将以往相互独立的,散落在各个地方的单独的计算机或是相对独立的计算机局域网,借助已经发展得有相当规模的电信网络,通过一定的通讯协议而实现更高层次的互联。在这个互联网络中,一些超级的服务器通过高速的主干网络(光缆,微波和卫星)相连,而一些较小规模的网络则通过众多的支干与这些巨型服务器连接。在这些连接中,包括:物理连接和软件连接。所谓物理连接就是,各主机之间的连接利用常规电话线,高速数据线,卫星,微波或光纤等各种通信手段。那么软件连接是什么呢?是全球网络中的电脑使用同一种语言进行交流。换句话说,就是使用相同的通讯协议。
说完了互联网的发展历史,我再来讲一讲有关你如何才能进入到互联网世界的问题。也许你经常听到一些名词,如:ISP,ICP等。他们分别是:ISP=InternetService Provider(互联网络服务商),ICP=Internet ContentProvider(互联网内容提供商)。他们的职能分别是:ISP主要面对那些使用调制解调器接入Internet的小型用户,帮助他们进入Internet,所以人们把ISP形象的称为进入INTERNET的入门。我可以给你举一些公司的名称,他们都是ISP,如:东方网景,269,169等。ICP主要提供网上的内容,例如:搜狐,网易,新浪等。除了以上的一些公司外,还有一些公司它既是ISP又是ICP,例如:大庆油田信息港,首都在线等等。
如果你是一名使用调制解调器的用户,你从ISP那里可以得到上网服务,上网账号,接入号码,电子邮件地址及各种技术支持。

WWW的概念

WWW是World Wide Web (环球信息网)的缩写,也可以简称为Web,中文名字为“万维网”。
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20世纪40年代以来人们就梦想能拥有一个世界性的信息库。在这个数据库中数据不仅能被全球的人们存取,而且应该能轻松地链接其它地方的信息,以便用户可以方便快捷地获得重要的信息。
它的正式定义是"WWW is a wide-area hypermedia information retrievalinitiative to give universal access to large universe ofdocuments."简而言之,WWW是一个以Internet为基础的计算机网络,它允许用户在一台计算机通过Internet存取另一台计算机上的信息。从技术角度上说,环球信息网是Internet上那些支持WWW协议和超文本传输协议HTTP(HyperText TransportProtocol)的客户机与服务器的集合,透过它可以存取世界各地的超媒体文件,内容包括文字、图形、声音、动画、资料库、以及各式各样的软件。

WEB2.0的概念

Web2.0,是相对Web1.0(2003年以前的互联网模式)的新的一类互联网应用的统称,是一次从核心内容到外部应用的革命。由Web1.0单纯通过网络浏览器浏览html网页模式向内容更丰富、联系性更强、工具性更强的Web2.0互联网模式的发展已经成为互联网新的发展趋势。
Web1.0到Web2.0的转变,具体的说,从模式上是单纯的“读”向“写”、“共同建设”发展;由被动地接收互联网信息向主动创造互联网信息迈进!从基本构成单元上,是由“网页”向“发表/记录的信息”发展;从工具上,是由互联网浏览器向各类浏览器、rss阅读器等内容发展;运行机制上,由“ClientServer”向“WebServices”转变;作者由程序员等专业人士向全部普通用户发展;应用上由初级的“滑稽”的应用向全面大量应用发展。

OSI模型

OSi模型,即开放式通信系统互联参考模型(Open System Interconnection,OSI/RM,OpenSystems Interconnection ReferenceModel),是国际标准化组织(ISO)提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架,简称OSI。

网络协议的定义:为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。例如,网络中一个微机用户和一个大型主机的操作员进行通信,由于这两个数据终端所用字符集不同,因此操作员所输入的命令彼此不认识。为了能进行通信,规定每个终端都要将各自字符集中的字符先变换为标准字符集的字符后,才进入网络传送,到达目的终端之后,再变换为该终端字符集的字符。当然,对于不相容终端,除了需变换字符集字符外。其他特性,如显示格式、行长、行数、屏幕滚动方式等也需作相应的变换。
TCP/IP 指传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。
TCP/IP 定义了电子设备(比如计算机)如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。
TCP/IP(传输控制协议/网际协议)是互联网中的基本通信语言或协议。在私网中,它也被用作通信协议。当你直接网络连接时,你的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本,此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。
TCP/IP是一个两层的程序。高层为传输控制协议,它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层,接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议,它处理每个包的地址部分,使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同,但最后会在目的地汇合。TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的,意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”,因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径,才是每个人都可以连续不断的使用网络。许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。包括万维网的超文本传输协议(HTTP),文件传输协议(FTP),远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议(SMTP)。这些协议通常和TCP/IP协议打包在一起。使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议(SLIP)和点对点协议(P2P)。这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。与TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据报协议(UDP),它代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。其他协议是网络主机用来交换路由信息的,包括Internet控制信息协议(ICMP),内部网关协议(IGP),外部网关协议(EGP),边界网关协议(BGP)。

域名管理系统——DNS(Domain NameSystem)是域名解析服务器的意思,它在互联网的作用是:把域名转换成为网络可以识别的ip地址。首先,要知道互联网的网站都是一台一台服务器的形式存在的,但是我们怎么去到要访问的网站服务器呢?这就需要给每台服务器分配IP地址,互联网上的网站无穷多,我们不可能记住每个网站的IP地址,这就产生了方便记忆的域名管理系统DNS,他可以把我们输入的好记的域名转换为要访问的服务器的IP地址。

域名(DomainName),是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称,用于在数据传输时标识计算机的电子方位(有时也指地理位置),目前域名已经成为互联网的品牌、网上商标保护必备的产品之一。

Internet工作原理

互联网连接了世界上不同国家与地区无数不同硬件、不同操作系统与不同软件的计算机,为了保证这些计算机之间能够畅通无阻地交换信息,必须拥有统一的通信协议。

  作为一个通信协议,要提供数据传输目的地址和保证数据迅速可靠传输的措施,这是因为数据在传输过程中很容易丢失或传错,所以互联网上就使用TCP/IP作为一个标准的通信协议。
  TCP/IP协议所采用的通信方式是分组交换方式。就是数据在传输时分成若干段,每个数据段称为一个数据包,TCP/IP协议的基本传输单位是数据包,TCP/IP协议主要包括两个主要的协议,即TCP协议和IP协议,这两个协议可以联合使用,也可以与其他协议联合使用,它们在数据传输过程中主要完成以下功能:
  首先由TCP协议把数据分成若干数据包,给每个数据包写上序号,以便接收端把数据还原成原来的格式。
  IP协议给每个数据包写上发送主机和接收主机的地址,一旦写上源地址和目的地址,数据包就可以在网上传送数据了。
  这些数据包可以通过不同的传输途径(路由)进行传输,由于路径不同,加上其它的原因,可能出现顺序颠倒、数据丢失、数据失真甚至重复的现象。这些问题都由TCP协议来处理,它具有检查和处理错误的功能,必要时还可以请求发送端重发。换句话说,IP协议负责数据的传输,而TCP协议负责数据的可靠传输。

  

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