计算机网络技术是计算机技术与通信技术相结合的产物.doc

1、计 算 机 网 络 概 述 计 算 机 网 络 技 术 是 计 算 机 技 术 与 通 信 技 术 相 结 合 的 产 物 ，随 着 计 算 机 技 术 和 通 信 技 术 的 发展 ，计 算 机 网 络 技 术 也 在 飞 速 地 向 前 发 展 。如 今 ，计 算 机 网 络 已 经 成 为 信 息 存 储 、传 播 和 共 享 的有 力 工 具 ，成 为 信 息 交 流 的 最 佳 平 台 。了 解 计 算 机 网 络 知 识 ，掌 握 计 算 机 网 络 技 术 已 经 成 为 当 今社 会 成 员 在 网 络 化 和 数 字 化 世 界 生 存 的 基 本 条 件 。实 践 证 明

2、，合 理 、巧 妙 地 利 用 计 算 机 网 络 可 以极 大 地 提 高 效 率 ，缩 短 时 空 距 离 。1.1 计 算 机 网 络 的 形 成 与 发 展计 算 机 网 络 是 由 计 算 机 设 备 、 通 信 设 备 、 终 端 设 备 和 网 络 软 件 等 组 成 的 大 的 计 算 机 系 统 ， 计算 机 网 络 中 的 各 个 计 算 机 系 统 都 具 有 独 立 的 功 能 ， 它 们 在 脱 离 网 络 时 仍 然 可 以 单 独 使 用 。1.1.1 计算机网络的形成1 计 算 机 网 络 的 基 本 概 念所 谓 计 算 机 网 络 就 是 将 分 布 在 不

3、 同 地 理 位 置 、 具 有 独 立 功 能 的 多 个 计 算 机 系 统 利 用 通 信 设 备和 通 信 线 路 互 连 起 来 ， 并 通 过 功 能 完 善 的 网 络 软 件 实 现 网 络 中 的 资 源 共 享 和 信 息 传 递 的 系 统 。由 以 上 的 概 念 可 以 看 出 ， 一 个 计 算 机 网 络 应 包 括 如 下 3 个 要 素 。（ 1） 多 个 具 有 独 立 功 能 的 计 算 机 系 统 （ 为 用 户 提 供 服 务 和 所 要 共 享 的 资 源 ） 。（ 2） 由 各 种 通 信 设 备 和 通 信 线 路 组 成 的 通 信 子 网 。

4、（ 3） 功 能 完 善 的 网 络 软 件 （ 为 用 户 共 享 网 络 资 源 和 信 息 传 递 提 供 管 理 和 服 务 ） 。建 立 计 算 机 网 络 的 目 的 就 是 实 现 资 源 共 享 和 信 息 传 递 。2 计 算 机 网 络 的 形 成任 何 一 种 新 技 术 的 出 现 都 必 须 具 备 两 个 条 件 ， 即 强 烈 的 社 会 需 求 与 先 期 技 术 的 成 熟 ， 计 算 机网 络 技 术 的 形 成 与 发 展 也 证 实 了 这 条 规 律 。 随 着 计 算 机 应 用 的 发 展 ， 出 现 了 多 台 计 算 机 互 连 的 需求 ，

5、这 种 需 求 主 要 来 自 军 事 、 科 学 研 究 等 领 域 ， 人 们 希 望 将 分 布 在 不 同 地 点 的 计 算 机 通 过 通 信 线路 连 接 起 来 ， 用 户 不 仅 可 以 使 用 本 地 计 算 机 的 资 源 ， 也 可 以 使 用 联 网 的 其 他 计 算 机 的 资 源 ， 以 达到 计 算 机 资 源 共 享 的 目 的 。在 计 算 机 发 展 的 早 期 阶 段 ， 计 算 机 所 采 用 的 操 作 系 统 多 为 分 时 系 统 。 分 时 系 统 将 主 机 时 间 分第 1 章计 算 机 网 络 实 用 技 术2成 片 ， 然 后 分 配

6、 给 用 户 一 定 的 时 间 片 。 分 时 系 统 允 许 每 一 个 用 户 通 过 只 有 显 示 器 和 键 盘 的 哑 终 端来 使 用 主 机 。 哑 终 端 很 像 微 机 ， 但 它 没 有 自 己 的 CPU、 内 存 储 器 和 硬 盘 。 依 靠 哑 终 端 ， 成 百 上 千的 用 户 可 以 同 时 访 问 主 机 。 由 于 时 间 片 很 短 ， 使 用 户 产 生 了 错 觉 ， 以 为 主 机 完 全 为 自 己 所 用 。 后来 ， 为 了 支 持 远 程 用 户 和 提 高 主 机 的 使 用 效 率 ， 哑 终 端 逐 渐 发 展 成 为 具 有 基

7、 本 处 理 能 力 的 脱 机 终端 ， 脱 机 终 端 本 身 具 有 一 定 的 处 理 能 力 ， 它 对 用 户 下 达 的 任 务 进 行 简 单 处 理 之 后 ， 以 批 处 理 的 方式 与 主 机 通 信 ， 这 样 ， 就 形 成 了 计 算 机 网 络 的 雏 形 。1.1.2 计算机网络的发展计 算 机 网 络 的 发 展 可 以 概 括 为 4 个 主 要 阶 段 ， 即 计 算 机 网 络 的 产 生 阶 段 、 多 标 准 共 存 的 蓬 勃发 展 阶 段 、 统 一 标 准 的 互 联 网 阶 段 和 信 息 高 速 公 路 阶 段 。1 第 一 阶 段 ：

8、计 算 机 网 络 的 产 生 阶 段 （ 面 向 终 端 的 远 程 联 机 系 统 ）计 算 机 网 络 的 雏 形 是 面 向 终 端 的 远 程 联 机 系 统 。 在 20 世 纪 50 年 代 初 ， 由 于 美 国 军 方 的 需要 ， 建 立 了 半 自 动 化 地 面 防 空 系 统 ， 该 系 统 进 行 了 计 算 机 技 术 与 通 信 技 术 相 结 合 的 尝 试 ， 它 将 远距 离 的 雷 达 和 其 他 设 备 的 信 息 ， 通 过 通 信 线 路 汇 集 到 一 台 计 算 机 上 ， 第 一 次 实 现 了 计 算 机 远 距 离集 中 控 制 和 人

9、机 对 话 。 这 就 是 最 早 的 所 谓 的 计 算 机 网 络 ， 它 可 以 把 地 理 位 置 上 分 散 的 多 个 终 端 通过 通 信 线 路 连 接 到 一 个 中 心 计 算 机 上 ， 用 户 可 以 在 自 己 的 办 公 室 内 的 终 端 上 输 入 数 据 和 程 序 ， 通过 通 信 线 路 传 输 到 中 心 计 算 机 上 ， 分 时 访 问 和 使 用 中 心 计 算 机 的 资 源 ， 进 行 信 息 处 理 ， 并 将 处 理结 果 再 通 过 通 信 线 路 送 回 用 户 终 端 显 示 和 打 印 。 由 于 终 端 不 具 有 独 立 的 处

10、 理 能 力 ， 因 此 面 向 终 端的 远 程 联 机 系 统 并 不 是 真 正 意 义 上 的 计 算 机 网 络 ， 只 是 计 算 机 网 络 的 萌 芽 阶 段 ， 这 个 阶 段 的 发 展时 期 为 20 世 纪 50 年 代 初 到 60 年 代 中 期 。当 初 主 机 的 设 计 主 要 是 进 行 数 据 处 理 ， 在 主 机 开 始 连 接 远 程 终 端 时 ， 数 据 处 理 和 通 信 处 理 都要 由 主 机 来 完 成 ， 这 就 大 大 增 加 了 主 机 的 负 担 ， 降 低 了 主 机 的 数 据 处 理 效 率 。 前 端 处 理 机 的 出

11、现 ，使 得 数 据 处 理 和 通 信 处 理 两 项 功 能 分 别 由 计 算 机 和 通 信 设 备 来 实 现 ， 从 而 提 高 了 计 算 机 资 源 和 通信 资 源 的 利 用 率 。 20 世 纪 60 年 代 美 国 航 空 公 司 建 立 了 航 空 订 票 系 统 ， 该 系 统 以 一 台 大 型 计 算 机为 中 心 计 算 机 ， 与 分 散 在 全 美 国 的 2 000 多 个 终 端 相 连 接 ， 这 是 一 个 典 型 的 面 向 终 端 的 远 程 联机 系 统 。计 算 机 网 络 产 生 阶 段 的 主 要 特 点 是 以 主 机 为 中 心 ，

12、 面 向 终 端 ， 终 端 一 般 没 有 自 主 处 理 能 力 。2 第 二 阶 段 ： 多 标 准 共 存 的 蓬 勃 发 展 阶 段这 一 阶 段 研 究 的 典 型 代 表 是 ARPANET（ 通 常 称 为 ARPA 网 ， ARPA 的 全 称 是 美 国 国 防 部 高 级 研究 计 划 局 ） 。 1969 年 美 国 国 防 部 高 级 研 究 计 划 局 提 出 将 多 个 大 学 、 公 司 和 研 究 所 的 多 台 计 算 机 互连 的 课 题 。 1969 年 建 成 了 著 名 的 远 程 分 组 交 换 式 网 络 ARPANET， 开 始 时 ARPA

13、网 只 有 4 台 主 机相 连 接 ， 1973 年 发 展 到 40 台 主 机 相 连 接 ， 到 1983 年 已 经 有 100 多 台 不 同 型 号 的 大 型 计 算 机 连接 在 网 内 ， 它 横 跨 美 国 东 西 部 地 区 ， 连 接 了 美 国 主 要 的 政 府 机 构 、 科 研 、 教 育 及 财 政 金 融 部 门 ，并 通 过 卫 星 与 其 他 国 家 实 现 了 网 际 互 联 。 ARPANET 是 计 算 机 网 络 技 术 发 展 的 一 个 重 要 里 程 碑 ， 它对 推 动 计 算 机 网 络 的 发 展 具 有 深 远 的 意 义 。 当

14、 时 它 已 经 能 够 将 分 布 在 不 同 地 理 位 置 且 能 独 立 工 作的 计 算 机 ， 利 用 通 信 线 路 和 通 信 设 备 连 接 起 来 ， 彼 此 交 换 数 据 、 传 递 信 息 ， 不 仅 可 以 共 享 主 机 的资 源 还 可 以 共 享 其 他 用 户 的 资 源 。20 世 纪 70 年 代 末 ， 随 着 微 机 应 用 的 推 广 ， 微 机 联 网 的 需 求 也 随 之 增 大 ， 各 种 基 于 微 机 互 连的 局 域 网 纷 纷 出 台 。 这 个 时 期 局 域 网 系 统 的 典 型 结 构 是 在 共 享 介 质 通 信 平 台

15、 上 的 共 享 文 件 服 务 器第 1章 计 算 机 网 络 概 述 3结 构 ， 即 为 所 有 联 网 微 机 设 置 一 台 专 用 的 可 共 享 的 网 络 文 件 服 务 器 。 每 个 微 机 用 户 的 主 要 任 务 仍在 自 己 的 微 机 上 进 行 ， 仅 在 需 要 访 问 共 享 磁 盘 文 件 时 才 通 过 网 络 访 问 文 件 服 务 器 ， 这 体 现 了 计 算机 网 络 中 各 计 算 机 之 间 的 协 同 工 作 ， 这 种 基 于 文 件 服 务 器 的 网 络 对 网 内 计 算 机 进 行 了 分 工 ， 微机 面 向 用 户 ， 服 务

16、 器 专 用 于 提 供 共 享 文 件 资 源 ， 所 以 它 实 际 上 就 是 一 种 客 户 机 /服 务 器 模 式 。这 个 阶 段 的 发 展 时 期 为 20 世 纪 60 年 代 末 到 70 年 代 后 期 。3 第 三 阶 段 ： 统 一 标 准 的 互 联 网 阶 段ARPANET 第 一 次 完 整 地 实 现 了 分 布 式 的 资 源 共 享 ， 为 计 算 机 网 络 的 发 展 奠 定 了 基 础 ， 显 示 了计 算 机 网 络 的 优 越 性 ， 促 使 许 多 国 家 开 始 组 建 规 模 较 大 的 网 络 。 同 时 ， 各 大 计 算 机 公 司

17、 和 计 算 机研 制 部 门 都 投 入 大 量 的 人 力 、 财 力 进 行 计 算 机 网 络 体 系 结 构 的 研 究 。 1974 年 IBM 公 司 率 先 提 出了 系 统 网 络 体 系 结 构 SNA。 1975 年 DEC 公 司 提 出 了 面 向 分 布 式 网 络 的 数 字 网 络 体 系 结 构DNA。 1976 年 UNIVAC 公 司 提 出 了 分 布 式 控 制 体 系 结 构 DCA。 其 他 国 家 和 公 司 也 纷 纷 提 出 自 己 的网 络 体 系 结 构 ， 思 想 大 同 小 异 。 同 一 体 系 结 构 的 网 络 产 品 容 易

18、实 现 互 联 ， 而 不 同 体 系 结 构 的 产 品却 很 难 实 现 互 联 。 这 个 时 期 出 现 的 网 络 技 术 和 标 准 种 类 很 多 ， 由 于 商 业 利 益 的 驱 动 ， 各 公 司 都 想使 自 己 的 技 术 成 为 工 业 生 产 标 准 ， 争 夺 的 结 果 导 致 网 络 产 品 彼 此 互 不 兼 容 ， 用 不 同 公 司 的 产 品 构建 的 网 络 很 难 或 根 本 无 法 互 通 ， 用 户 一 旦 投 资 使 用 某 家 公 司 的 产 品 便 被 套 牢 ， 否 则 以 前 的 投 资 就会 付 诸 东 流 。为 了 使 不 同 体

19、 系 结 构 的 网 络 都 能 互 联 ， 国 际 标 准 化 组 织 （ ISO） 于 1977 年 成 立 了 专 门 机 构来 研 究 和 制 定 网 络 通 信 标 准 ， 以 实 现 网 络 体 系 结 构 的 标 准 化 。 国 际 标 准 化 组 织 于 1984 年 正 式颁 布 了 一 个 能 使 各 种 计 算 机 在 世 界 范 围 内 互 联 的 “开 放 系 统 互 联 参 考 模 型 OSI/RM”， 从 而 使 计算 机 网 络 体 系 结 构 实 现 了 标 准 化 。 该 参 考 模 型 为 研 究 、 设 计 、 改 造 和 实 现 新 一 代 计 算 机

20、 网 络 系 统提 供 了 功 能 上 和 概 念 上 的 框 架 ， 是 一 个 具 有 指 导 性 的 标 准 。 从 此 ， 开 始 了 第 三 代 计 算 机 网 络 的 新纪 元 ， 是 计 算 机 网 络 发 展 的 成 熟 阶 段 。这 个 阶 段 的 发 展 时 期 为 20 世 纪 70 年 代 末 到 整 个 80 年 代 。4 第 四 阶 段 ： 信 息 高 速 公 路 阶 段从 20 世 纪 80 年 代 末 开 始 ， 计 算 机 技 术 、 通 信 技 术 及 建 立 在 互 联 网 技 术 基 础 上 的 计 算 机 网 络技 术 得 到 了 迅 猛 发 展 。

21、各 国 信 息 基 础 设 施 的 纷 纷 建 立 ， 多 媒 体 网 络 及 宽 带 综 合 业 务 数 字 网 （ B-ISDN） 的 开 发 和 应 用 ， 智 能 网 的 发 展 ， 分 布 式 计 算 机 系 统 的 研 究 ， 相 继 出 现 的 百 兆 以 太 网 、 千 兆以 太 网 、 万 兆 以 太 网 等 高 速 以 太 网 技 术 ， 快 速 分 组 交 换 技 术 ， 光 纤 宽 带 网 络 技 术 等 一 系 列 新 技 术 ，都 促 使 了 计 算 机 网 络 的 飞 速 发 展 ， 使 计 算 机 网 络 技 术 进 入 了 一 个 崭 新 的 阶 段 。 目

22、前 ， 全 球 以Internet 为 核 心 的 高 速 计 算 机 互 联 网 络 已 经 形 成 ， Internet 已 经 成 为 人 类 最 重 要 的 、 最 大 的 知识 宝 库 。有 一 点 要 提 的 是 ， 国 际 标 准 化 组 织 制 定 的 OSI 七 层 模 型 的 目 的 是 想 使 计 算 机 网 络 世 界 有 一个 统 一 的 标 准 ， 网 络 生 产 厂 商 们 也 认 识 到 统 一 网 络 技 术 标 准 的 好 处 ， 即 可 以 打 破 封 闭 网 络 的 束 缚 ，为 网 络 产 品 带 来 更 大 的 市 场 空 间 。 进 入 20 世

23、纪 90 年 代 ， 国 际 标 准 化 组 织 的 这 种 努 力 效 果 并 不明 显 ， 而 这 时 的 ARPANET 经 过 20 多 年 的 发 展 ， 已 经 具 有 较 大 的 规 模 ， 并 更 名 为Internet。 1990 年 美 国 军 方 宣 布 关 闭 ARPANET， 同 时 政 府 允 许 私 营 公 司 经 营 Internet 主 干 网 ，另 一 个 促 使 Internet 高 速 发 展 的 原 因 是 WWW 技 术 的 发 明 ， 它 使 Internet 上 的 信 息 可 以 连 成 一体 ， 并 使 网 络 的 使 用 简 单 化 。 精

24、 明 的 商 人 们 看 到 了 巨 大 的 网 络 商 机 ， 因 此 大 量 的 投 入 使Internet 在 20 世 纪 90 年 代 每 年 以 指 数 级 增 长 ， 并 最 终 实 现 了 计 算 机 网 络 世 界 的 大 同 。 具 有 讽计 算 机 网 络 实 用 技 术4刺 意 味 的 是 国 际 标 准 化 组 织 的 目 标 由 Internet 实 现 了 ， 其 中 的 主 要 原 因 是 OSI 标 准 过 于 复 杂 ，另 外 就 是 低 估 了 市 场 的 作 用 。 Internet 成 为 事 实 上 的 标 准 后 ， 计 算 机 网 络 进 入 了

25、 具 有 统 一 标 准的 持 续 快 速 发 展 阶 段 。 这 背 后 更 为 深 远 的 意 义 是 ， 人 们 不 必 再 为 网 络 的 互 联 费 尽 心 思 ， 可 以 放 心地 去 研 究 各 种 网 络 的 应 用 ， 使 网 络 为 人 们 的 生 活 带 来 更 多 的 惊 喜 和 快 乐 。第 四 代 计 算 机 网 络 的 特 点 是 网 络 高 速 化 和 业 务 综 合 化 。 网 络 高 速 化 可 以 有 两 个 特 征 ： 网 络 宽频 带 和 传 输 低 时 延 （ 低 延 迟 ） 。 使 用 光 纤 等 高 速 传 输 介 质 和 高 速 网 络 技 术

26、 ， 可 实 现 网 络 的 高 速 率 ；快 速 交 换 技 术 可 保 证 传 输 的 低 时 延 。 网 络 业 务 综 合 化 是 指 一 个 网 中 综 合 了 多 媒 体 （ 语 音 、 视 频 、图 像 、 数 据 等 ） 的 信 息 ， 它 的 实 现 依 赖 于 多 媒 体 技 术 。5 计 算 机 网 络 的 发 展 趋 势进 入 21 世 纪 ， 计 算 机 网 络 正 在 向 着 综 合 化 、 宽 带 化 、 智 能 化 和 个 性 化 方 向 发 展 。 信 息 高 速公 路 概 念 的 提 出 为 人 们 展 示 了 信 息 化 社 会 的 美 好 前 景 ， 它

27、 向 用 户 提 供 声 音 、 图 像 、 图 形 、 数 据 和文 本 的 综 合 服 务 ， 实 现 用 户 之 间 的 多 媒 体 通 信 ， 是 网 络 发 展 的 目 标 。在 20 世 纪 的 最 后 几 年 中 ， 人 们 惊 喜 的 发 现 ， 电 话 、 收 音 机 、 电 视 机 以 及 计 算 机 和 通 信 卫 星等 领 域 正 在 迅 速 的 融 合 ， 信 息 的 获 取 、 存 储 、 处 理 和 传 输 之 间 的 “孤 岛 现 象 ”随 着 计 算 机 网 络和 多 媒 体 技 术 的 发 展 而 逐 渐 消 失 ， 曾 经 独 立 发 展 的 电 信 网

28、络 、 电 视 网 络 和 计 算 机 网 络 已 在 不 断 融合 （ 三 网 融 合 ） ， 新 的 信 息 产 业 正 以 强 劲 的 势 头 迅 速 崛 起 。 相 信 由 “三 网 融 合 ”到 真 正 的 “三网 合 一 ”会 是 今 后 网 络 发 展 的 一 种 趋 势 。6 计 算 机 网 络 与 计 算 机 通 信 网 络 的 区 别 广 义 的 观 点 产 生 于 计 算 机 网 络 发 展 的 第 一 阶 段 向 第 二 阶 段 的 过 渡 时 期 ， 比 资 源 共 享 的 观 点 提出 的 早 。 面 向 终 端 的 远 程 联 机 系 统 的 发 展 为 计 算

29、机 应 用 开 辟 了 新 的 领 域 。 随 着 计 算 机 应 用 的 发 展 ，一 个 大 公 司 或 一 个 部 门 常 常 会 拥 有 多 台 计 算 机 系 统 ， 而 且 这 些 计 算 机 系 统 分 散 在 不 同 的 地 点 ， 它们 之 间 要 经 常 进 行 业 务 信 息 交 换 ， 各 地 区 子 公 司 的 计 算 机 将 局 部 地 区 的 数 据 汇 集 后 传 送 到 总 公 司计 算 机 。 广 义 的 观 点 描 述 了 这 种 以 传 输 信 息 为 主 要 目 的 、 用 通 信 线 路 将 多 个 计 算 机 连 接 起 来 的 计算 机 系 统

30、的 集 合 ， 人 们 将 它 定 义 为 计 算 机 通 信 网 。 计 算 机 通 信 网 在 物 理 结 构 上 具 有 了 计 算 机 网 络的 雏 形 ， 但 它 以 相 互 间 的 数 据 传 输 为 主 要 目 的 ， 资 源 共 享 能 力 弱 ， 是 计 算 机 网 络 的 低 级 阶 段 。7 计 算 机 网 络 与 分 布 式 系 统 的 区 别分 布 式 系 统 （ Distributed System） 与 计 算 机 网 络 是 两 个 常 被 混 淆 的 概 念 。 以 用 户 透 明 性 观点 定 义 计 算 机 网 络 为 “存 在 着 一 个 能 为 用 户

31、 自 动 管 理 资 源 的 网 络 操 作 系 统 ， 由 它 调 用 完 成 用 户 任务 所 需 要 的 资 源 ， 而 整 个 网 络 像 一 个 大 的 计 算 机 系 统 一 样 对 用 户 是 透 明 的 。 ”严 格 地 说 ， 用 户 透明 性 观 点 的 定 义 描 述 了 一 个 分 布 式 系 统 。 Enslow 在 对 分 布 式 系 统 定 义 时 强 调 了 分 布 式 系 统 的5 个 特 征 。（ 1） 系 统 拥 有 多 种 通 用 的 物 理 和 逻 辑 资 源 ， 可 以 动 态 的 给 它 们 分 配 任 务 。（ 2） 系 统 中 分 散 的 物

32、理 和 逻 辑 资 源 通 过 计 算 机 网 络 实 现 信 息 交 换 。（ 3） 系 统 存 在 一 个 以 全 局 方 式 管 理 系 统 资 源 的 分 布 式 操 作 系 统 。（ 4） 系 统 中 联 网 的 各 计 算 机 既 合 作 又 自 治 。（ 5） 系 统 内 部 结 构 对 用 户 是 完 全 透 明 的 。从 以 上 讨 论 中 可 以 看 出 ， 二 者 的 共 同 之 处 表 现 在 ， 大 部 分 分 布 式 系 统 是 建 立 在 计 算 机 网 络 之上 的 ； 二 者 的 区 别 主 要 表 现 在 分 布 式 操 作 系 统 与 网 络 操 作 系

33、统 的 设 计 思 想 、 结 构 、 工 作 方 式 和 功第 1章 计 算 机 网 络 概 述 5能 的 不 同 。 组 建 一 个 计 算 机 网 络 需 要 有 网 络 硬 件 与 网 络 系 统 软 件 ， 我 们 把 网 络 系 统 软 件 称 作 网 络操 作 系 统 。 目 前 网 络 操 作 系 统 要 求 网 络 用 户 在 使 用 网 络 资 源 时 必 须 了 解 网 络 资 源 分 布 情 况 。 在 共享 某 一 台 计 算 机 资 源 时 ， 首 先 要 在 这 台 计 算 机 上 登 录 ， 在 成 为 该 计 算 机 的 合 法 用 户 后 ， 才 能 进 行

34、允 许 的 资 源 共 享 操 作 ， 而 分 布 式 操 作 系 统 以 全 局 方 式 管 理 系 统 资 源 ， 自 动 为 用 户 调 度 资 源 。 分 布式 系 统 的 用 户 不 必 关 心 网 络 环 境 中 资 源 的 分 布 情 况 以 及 联 网 计 算 机 的 差 异 ， 用 户 的 作 业 管 理 与 文件 管 理 过 程 对 用 户 是 透 明 的 。 计 算 机 网 络 是 一 种 松 耦 合 系 统 ， 而 分 布 式 系 统 是 一 种 紧 耦 合 系 统 。分 布 式 系 统 与 计 算 机 网 络 的 区 别 主 要 不 在 于 它 们 的 物 理 结 构

35、 ， 而 是 在 高 层 软 件 。 计 算 机 网 络 为 分布 式 系 统 研 究 提 供 了 技 术 基 础 ， 而 分 布 式 系 统 是 计 算 机 网 络 技 术 发 展 更 高 级 的 形 式 。1.1.3 计算机网络的功能计 算 机 网 络 的 功 能 可 以 归 纳 为 6 个 方 面 。1 资 源 共 享资 源 共 享 是 网 络 的 基 本 功 能 之 一 。 计 算 机 网 络 的 基 本 资 源 包 括 硬 件 资 源 、 软 件 资 源 和 数 据 资源 。 共 享 资 源 即 共 享 网 络 中 的 硬 件 、 软 件 和 数 据 资 源 。 网 络 内 的 用

36、户 可 以 共 享 的 硬 件 资 源 一 般 是指 那 些 其 他 用 户 的 硬 件 设 备 或 网 络 中 的 特 别 昂 贵 的 硬 件 设 备 或 一 些 特 殊 的 硬 件 设 备 ， 如 海 量 存 储器 、 绘 图 仪 、 激 光 打 印 机 等 。 网 络 内 的 用 户 可 以 共 享 其 他 用 户 或 主 机 的 软 件 资 源 ， 避 免 在 软 件 建设 上 的 重 复 劳 动 和 重 复 投 资 ， 这 样 可 以 提 高 网 络 的 经 济 性 。 可 以 共 享 的 软 件 包 括 各 种 应 用 软 件 、工 具 软 件 、 系 统 开 发 所 用 的 支

37、撑 软 件 、 语 言 处 理 程 序 及 其 他 控 制 程 序 等 。 计 算 机 网 络 技 术 可 以 对大 量 分 散 的 数 据 进 行 迅 速 集 中 、 分 析 和 处 理 ， 同 时 也 为 充 分 利 用 这 些 数 据 资 源 提 供 了 方 便 。 分 散在 不 同 地 点 的 网 内 计 算 机 用 户 可 以 共 享 网 内 的 大 型 数 据 库 ， 而 不 必 要 再 去 重 新 设 计 和 创 建 这 些 数据 库 。2 信 息 传 递信 息 传 递 也 是 计 算 机 网 络 的 基 本 功 能 之 一 。 在 网 络 中 ， 通 过 通 信 线 路 可 实

38、 现 主 机 与 主 机 、 主机 与 终 端 之 间 数 据 和 程 序 的 快 速 传 输 。3 实 时 的 集 中 处 理在 网 络 中 可 以 把 已 存 在 的 许 多 联 机 系 统 有 机 的 连 接 起 来 ， 进 行 实 时 地 集 中 管 理 ， 使 各 部 件 协同 工 作 ， 并 行 处 理 ， 从 而 提 高 系 统 的 处 理 能 力 。4 提 高 可 靠 性单 个 计 算 机 或 系 统 难 免 会 出 现 暂 时 的 故 障 ， 致 使 系 统 瘫 痪 。 通 过 计 算 机 网 络 ， 可 以 提 供 一 个多 机 系 统 的 环 境 ， 实 现 两 台 或

39、多 台 计 算 机 间 的 互 为 备 份 ， 使 计 算 机 系 统 有 冗 余 备 份 的 功 能 。 另 外 ，当 某 条 线 路 或 局 部 线 路 出 现 故 障 而 不 能 传 输 信 息 时 ， 用 户 还 可 将 信 息 通 过 其 他 线 路 迂 回 传 输 到 目的 地 。 因 此 ， 计 算 机 网 络 可 提 高 系 统 可 靠 性 。5 均 衡 负 荷 和 分 布 式 处 理广 域 网 内 包 括 很 多 子 处 理 系 统 ， 当 网 内 的 某 个 子 处 理 系 统 的 负 荷 过 重 时 ， 新 的 作 业 可 通 过 网内 的 节 点 和 线 路 分 送 给

40、 较 空 闲 的 子 系 统 进 行 处 理 。 当 然 ， 在 进 行 这 种 分 布 式 处 理 时 ， 必 要 的 处 理程 序 和 数 据 也 必 须 同 时 送 到 空 闲 子 系 统 。 此 外 ， 在 幅 员 辽 阔 的 国 家 ， 可 以 利 用 地 理 上 的 时 差 ， 均衡 系 统 日 夜 负 荷 不 均 的 现 象 ， 以 充 分 发 挥 网 内 各 处 理 系 统 的 负 载 能 力 。计 算 机 网 络 实 用 技 术66 增 加 服 务 项 目通 过 计 算 机 网 络 可 为 用 户 提 供 更 为 全 面 的 服 务 项 目 ， 如 图 像 、 声 音 、 动

41、 画 等 信 息 的 处 理 和 传输 ， 这 是 单 个 计 算 机 系 统 所 难 以 实 现 的 。1.2 计 算 机 网 络 的 组 成 与 分 类计 算 机 网 络 要 完 成 数 据 处 理 与 数 据 通 信 两 大 基 本 功 能 ， 那 么 从 它 的 结 构 上 必 然 可 以 分 成 两 个部 分 ： 负 责 数 据 处 理 的 计 算 机 主 机 （ Host） 和 终 端 （ Terminal） ， 负 责 数 据 通 信 的 通 信 控 制 处 理机 （ Communication Control Processor， CCP） 和 通 信 链 路 。1.2.1 计

42、算机网络的组成计 算 机 网 络 是 由 网 络 硬 件 系 统 和 网 络 软 件 系 统 组 成 的 。 从 拓 扑 结 构 上 看 ， 计 算 机 网 络 是 由 一些 网 络 节 点 和 连 接 这 些 网 络 节 点 的 通 信 链 路 组 成 的 ； 从 逻 辑 功 能 上 看 ， 计 算 机 网 络 则 是 由 通 信 子网 和 用 户 资 源 子 网 组 成 的 。 如 图 1-1 所 示 。图 1-1 计 算 机 网 络 组 成 示 意 图1 网 络 节 点 和 通 信 链 路（ 1） 网 络 节 点计 算 机 网 络 中 的 节 点 一 般 可 分 为 访 问 节 点 、

43、转 接 节 点 和 混 合 节 点 。访 问 节 点 又 称 端 节 点 ， 是 指 拥 有 计 算 机 资 源 的 用 户 设 备 ， 主 要 起 信 源 和 信 宿 的 作 用 。 常 见 的访 问 节 点 有 用 户 主 机 和 终 端 。转 接 节 点 又 称 中 间 节 点 ， 是 指 那 些 在 网 络 通 信 中 起 数 据 交 换 和 转 接 作 用 的 网 络 节 点 ， 这 些 节点 拥 有 通 信 资 源 ， 具 有 通 信 功 能 。 常 见 的 转 接 节 点 有 集 线 器 、 交 换 机 、 路 由 器 等 。混 合 节 点 也 称 全 功 能 节 点 ， 是 指

44、 那 些 既 可 以 作 为 访 问 节 点 又 可 以 作 为 转 接 节 点 的 网 络 节 点 。（ 2） 通 信 链 路通 信 链 路 是 指 两 个 网 络 节 点 之 间 承 载 信 息 和 数 据 的 线 路 。 链 路 可 用 各 种 传 输 介 质 实 现 ， 如 同终端控制器主机主机终端用户资源子网节点通信子网第 1章 计 算 机 网 络 概 述 7轴 电 缆 、 双 绞 线 、 光 缆 、 卫 星 及 微 波 等 。通 信 链 路 又 分 为 物 理 链 路 和 逻 辑 链 路 两 类 。 物 理 链 路 是 一 条 点 到 点 的 物 理 线 路 ， 中 间 没 有 任

45、何 交 换 节 点 。 在 计 算 机 网 络 中 ， 两 个 计 算 机 之 间 的 通 路 往 往 是 由 许 多 物 理 链 路 串 接 而 成 。 逻 辑 链路 具 备 数 据 传 输 控 制 的 能 力 ， 在 物 理 链 路 上 加 上 用 于 数 据 传 输 控 制 的 硬 件 和 软 件 ， 就 构 成 了 逻 辑链 路 。 只 有 在 逻 辑 链 路 上 才 可 以 真 正 传 输 数 据 ， 而 物 理 链 路 是 逻 辑 链 路 形 成 的 基 础 。2 通 信 子 网 和 用 户 资 源 子 网从 更 高 的 层 面 上 来 看 计 算 机 网 络 的 组 成 ， 即

46、从 网 络 功 能 上 来 看 ， 计 算 机 网 络 由 通 信 子 网 和 用户 资 源 子 网 组 成 。（ 1） 通 信 子 网通 信 子 网 是 计 算 机 网 络 中 负 责 数 据 通 信 的 部 分 ， 主 要 完 成 数 据 的 传 输 、 交 换 以 及 通 信 控 制 ，它 由 网 络 节 点 、 通 信 链 路 组 成 。 图 1-1 中 云 形 图 以 内 为 通 信 子 网 。 采 用 通 信 子 网 后 ， 可 使 每 台入 网 主 机 不 用 去 处 理 数 据 通 信 ， 也 不 用 具 有 许 多 远 程 数 据 通 信 的 功 能 ， 而 只 需 负 责

47、信 息 的 发 送 和接 收 ， 这 样 就 减 少 了 主 机 的 通 信 开 销 。 另 外 ， 由 于 通 信 子 网 是 按 统 一 软 、 硬 件 标 准 组 建 的 ， 可 以面 向 各 种 类 型 的 主 机 ， 方 便 了 不 同 机 型 间 的 互 联 ， 减 少 了 组 建 网 络 的 工 作 量 。通 信 子 网 有 两 种 类 型 ： 一 个 是 公 用 型 ， 为 公 共 用 户 提 供 服 务 并 共 享 其 通 信 资 源 的 通 信 子 网 ，基 于 同 一 个 通 信 子 网 可 组 建 多 个 计 算 机 网 络 ， 如 原 邮 电 部 建 设 的 公 用

48、计 算 机 互 联 网（ CHINANET） 就 属 于 公 共 型 通 信 子 网 ； 另 一 个 是 专 用 型 ， 专 门 为 特 定 的 一 组 用 户 构 建 的 通 信 子 网 ，如 各 类 金 融 银 行 网 、 证 券 网 等 。（ 2） 用 户 资 源 子 网用 户 资 源 子 网 提 供 访 问 网 络 和 处 理 数 据 的 能 力 ， 是 由 主 机 系 统 、 终 端 控 制 器 和 终 端 组 成 。 主机 系 统 负 责 本 地 或 全 网 的 数 据 处 理 ， 运 行 各 种 应 用 程 序 或 大 型 数 据 库 ， 向 网 络 用 户 提 供 各 种 软

49、、硬 件 资 源 和 网 络 服 务 ； 终 端 控 制 器 把 一 组 终 端 连 入 通 信 子 网 ， 并 负 责 对 终 端 的 控 制 及 终 端 信 息 的接 收 和 发 送 。 终 端 控 制 器 可 以 不 经 主 机 直 接 和 网 络 节 点 相 连 。 图 1-1 中 云 形 图 以 外 为 用 户 资 源子 网 。通 过 用 户 资 源 子 网 ， 用 户 可 以 方 便 地 使 用 本 地 计 算 机 或 远 程 计 算 机 的 资 源 。 由 于 它 将 通 信 子网 的 工 作 对 用 户 屏 蔽 起 来 ， 使 用 户 使 用 远 程 计 算 机 资 源 就 如 同 使 用 本 地 资 源 一 样 方 便 。3 网 络 硬 件 系 统 和 软 件 系 统与 计 算 机 系 统 相 似 ， 计 算 机 网 络 也 是 由 硬 件 系 统 和 软 件 系 统 两 大 部 分 构 成 。（ 1） 网 络 硬 件 系 统计 算 机 网 络 的 硬 件 主 要 包 括 主 计 算 机 、 终 端 、 通 信 控 制 处 理 机 、 调 制 解 调 器 、 多 路 复 用 器 、集 线 器 和 通 信 线 路 等 。 主 计 算 机主 计 算 机 简 称 主 机 ， 它 负 责 网 络 中 的 数 据 处 理 、 执