【正文】 etword is the System ）的觀點，并用系統(tǒng)科學(xué)和信息科學(xué)的理論和方法來指導(dǎo)，才能有可能使我們能夠站在一個較高的高度來重新認(rèn)識計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能及網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用中的許多重要問題，也便于把握計算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展的趨向。這對研究網(wǎng)絡(luò)新技術(shù) 、開發(fā)網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用和設(shè)計制造網(wǎng)絡(luò)新產(chǎn)品都具有重要意義。 5 第一章 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的含義與發(fā)展歷程 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的含義 關(guān)于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最簡單定義是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機(jī)的集合。 另外，從廣義上看，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以傳輸信息為基礎(chǔ)目的，用通信線路將多個計算機(jī)連接起來的計算機(jī)系統(tǒng)的集合。 從用戶角度看，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是這樣定義的：存在著一個能為用戶自動管理的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。有它調(diào)用完成用戶所調(diào)用的資源，而整個網(wǎng)絡(luò)像一個大的計算機(jī)系統(tǒng)一樣，對用戶是透明的。 一個比較通用的 定義是：利用通信線路將地理上分散的、具有獨(dú)立功能的計算機(jī)系統(tǒng)和通信設(shè)備按不同的形式連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議實現(xiàn) 資源共享 和 信息傳遞 的系統(tǒng) 從整體上來說計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地理區(qū)域的計算機(jī)與專門的外部設(shè)備用通信線路互聯(lián)成一個規(guī)模大、 功能強(qiáng)的系統(tǒng)，從而使眾多的計算機(jī)可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。簡單來說，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是由通信線路互相連接的許多自主工作的計算機(jī)構(gòu)成的集合體。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程 和分類 計算網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段 第一階段：計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的首次結(jié)合嘗試 20 世紀(jì) 50 年代的初期，美國地面防空系統(tǒng)用通信線路將遠(yuǎn)程雷達(dá)與測量控制設(shè)備連接到同一臺中央計算機(jī)上開始，這就是當(dāng)今世界首次嘗試將計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合到一起。這為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)做好了技術(shù)準(zhǔn)備，奠定了良好的理論基礎(chǔ)。 后來， 60 年代初，美國航空公司的飛機(jī)訂票系統(tǒng)又一次嘗試通過一臺中央計算機(jī)連接了遍布美國全境的兩千多臺計算機(jī)，從而實現(xiàn)了分時多用戶和集中控制處理，以計算機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)（面向終端的聯(lián)機(jī) /網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）也就這樣產(chǎn)生了。 第二階段：分組交換的產(chǎn)生 20 世紀(jì) 60 年代，在美蘇冷戰(zhàn)期間的背景下，美國國防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃 6 局 ARPA 提出要研制一種嶄新的網(wǎng)絡(luò)對付來自前蘇聯(lián)的核攻擊威脅。隨著遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)（ WAN）開始被大范圍的廣泛分布，（ Advanced Research Projects Agency）即美國國防部 高級研究計劃局在 1969 年建立的 ARPA 網(wǎng)，被視為是著名遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，它不僅在整個美洲大陸進(jìn)行了大跨越，還開創(chuàng)了與其他歐洲國家通過通信衛(wèi)星實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)， ARPA 網(wǎng)的產(chǎn)生成為了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史上的重要性標(biāo)志。當(dāng)然這只是一個單個的分組交換網(wǎng)，所有想連接在它上的主機(jī)都直接于就近的結(jié)點交換機(jī)相連，它規(guī)模增長很快，到 70 年代中期，人們認(rèn)識到僅使用一個單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)無法滿足所有的通信問題。于是 ARPA 開始研究很多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的技術(shù)，這就導(dǎo)致后來的互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)。 第三階段：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的形成 70 年年代中期，伴隨 著微型計算機(jī)的出現(xiàn)和微處理技術(shù)的發(fā)展，使得它對計算機(jī)在短距離間的通信要求也越發(fā)明顯，就此（ LAN）局域網(wǎng)便應(yīng)運(yùn)而生了。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要求開始正式步入標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)時代，美國 IBM 公司率先公布了（ System Network Architecture） SNA 標(biāo)準(zhǔn)（即系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)），在這之后， DEC 公司也提出了（ Digital Network Architecture） DNA 標(biāo)準(zhǔn)（即數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）。在此期間，（ ISO）國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也成立了一個委員會，專門服務(wù)于開放系統(tǒng)互連分技術(shù)，并陸續(xù)制定了一系列的國際 標(biāo)準(zhǔn)，用以促進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向越來越趨向于標(biāo)準(zhǔn)化。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 ： 局域網(wǎng) 通常我們常見的 “LAN”就是指局域網(wǎng)，這是我們最常見、應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在局域網(wǎng)隨著整個 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 的發(fā)展和提高得到充分的應(yīng)用和普及，幾乎每個單位都有自己的局域網(wǎng)，有的甚至家庭中都有自己的小型局域網(wǎng)。很明顯，所謂局域網(wǎng)，那就是在 局部地區(qū) 范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，它所覆蓋的地區(qū)范圍較小。局域網(wǎng)在計算機(jī)數(shù)量配置上沒有太多的限制，少的可以只有兩臺，多的可達(dá)幾百臺。一般來說在企業(yè)局域網(wǎng)中，工作站的數(shù)量在幾十到兩百臺次左右。在網(wǎng)絡(luò)所涉及的地理距離上一般來說可以是幾米至 10 公里以內(nèi)。局域網(wǎng)一般位于一個建筑物或一個單位內(nèi)，不存在尋徑問題，不包括網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用。 這種網(wǎng)絡(luò)的特點就是：連接范圍窄、用戶數(shù)少、配置容易、連接速率高。目前 7 局域網(wǎng)最快的速率要算現(xiàn)今的 10G 以太網(wǎng) 了。 IEEE 的 802 標(biāo)準(zhǔn)委員會定義了多種主要的 LAN 網(wǎng)： 以太網(wǎng) （ Ether）、 令牌環(huán)網(wǎng) （ Token Ring）、光纖分布式接口 網(wǎng)絡(luò)（ FDDI）、異步傳輸模式網(wǎng)（ ATM）以及最新的 無線局域網(wǎng) （ WLAN）。 城域網(wǎng) 這種網(wǎng)絡(luò)一般來說是在一個城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內(nèi)的計算機(jī)互聯(lián)。這種網(wǎng)絡(luò)的連接距離可以在 10￣ 100 公里，它采用的是 標(biāo)準(zhǔn)。 MAN 與LAN 相比擴(kuò)展的距離更長，連接的計算機(jī)數(shù)量更多，在地理范圍上可以說是 LAN網(wǎng)絡(luò)的延伸。在一個大型城市或都市地區(qū)，一個 MAN 網(wǎng)絡(luò)通常連接著多個 LAN 網(wǎng)。如連接政府機(jī)構(gòu)的 LAN、醫(yī)院的 LAN、 電信 的 LAN、公司企業(yè)的 LAN 等等。由于光纖連接的引入，使 MAN 中高速的 LAN 互連成為可能。 城域網(wǎng)多采用 ATM 技術(shù)做骨干網(wǎng)。 ATM 是一個用于數(shù)據(jù)、語音、 視頻 以及多媒體 應(yīng)用程序 的高速網(wǎng)絡(luò)傳輸方法。 ATM 包括一個接口和一個協(xié)議，該協(xié)議能夠在一個常規(guī)的傳輸信道上，在比特率不變及變化的通信量之間進(jìn)行切換。 ATM 也包括硬件、軟件以及與 ATM 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)一致的介質(zhì)。 ATM 提供一個可伸縮的主干基礎(chǔ)設(shè)施，以便能夠適應(yīng)不同規(guī)模、速度以及尋址技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。 ATM 的最大 缺 點 就是成本太高，所以一般在政府城域網(wǎng)中應(yīng)用，如 郵政 、銀行、醫(yī)院等 。 廣域網(wǎng) 這種網(wǎng)絡(luò)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)，所覆蓋的范圍比城域網(wǎng)（ MAN）更廣，它一般是在不同 城市之間 的 LAN 或者 MAN 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，地理范圍可從幾百公里到幾千公里。因為距離較遠(yuǎn)，信息衰減比較 嚴(yán)重，所以這種網(wǎng)絡(luò)一般是要租用專線，通過 IMP（接口信息處理）協(xié)議和線路連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，解決循徑問題。這種城域網(wǎng)因為所連接的用戶多，總出口帶寬有限，所以用戶的終端連接速率一般較低，通常為￣ 45Mbps 如：郵電部的 CHINANET， CHINAPAC，和 CHINADDN 網(wǎng)。 互聯(lián)網(wǎng)（ Inter） 互聯(lián)網(wǎng)又因其英文單詞 “Inter”的諧音，又稱為 “英特網(wǎng) ”。在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用如此發(fā)展的今天，它已是我們每天都要打交道的一種網(wǎng)絡(luò)，無論從地理范圍，還是從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來講它都是最大的一種網(wǎng)絡(luò)，就是我們常說的 “Web”、 “WWW”和 “萬維網(wǎng) ”等多種叫法。從地理范圍來說，它可以是全球計算機(jī)的互聯(lián)，這種網(wǎng)絡(luò)的最大的特點就是不定性，整個網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)每時每刻隨著人們網(wǎng)絡(luò)的接入在不變的變化。當(dāng) 8 您連在互聯(lián)網(wǎng)上的時候，您的計算機(jī)可以算是互聯(lián)網(wǎng)的一部分，但 一旦當(dāng)您斷開互聯(lián)網(wǎng)的連接時，您的計算機(jī)就不屬于互聯(lián)網(wǎng)了。但它的優(yōu)點也是非常明顯的，就是信息量大，傳播廣，無論你身處何地，只要聯(lián)上互聯(lián)網(wǎng)你就可以對任何可以聯(lián)網(wǎng)用戶發(fā)出你的信函和 廣告 。 無線網(wǎng) 隨著筆記本電腦（ Notebook Computer）和個人數(shù)字助理（ Personal Digital Assistant， PDA）等便攜式計算機(jī)的日益普及和發(fā)展，人們經(jīng)常要在路途中接聽電話、發(fā)送傳真和電子郵件閱讀網(wǎng)上信息以及登錄到遠(yuǎn)程 機(jī)器 等。然而在汽車或飛機(jī)上是不可能通過有線介質(zhì)與單位的網(wǎng)絡(luò)相連接的，這時候可能會對無線網(wǎng)感興趣了。雖然無線網(wǎng)與 移動通信 經(jīng)常是聯(lián)系在一起的，但這兩個概念并不完全相同。表 1 2給出了它們之間的對比。例如當(dāng)便攜式計算機(jī)通過 P C M C I A 卡接入電話插口，它就變成 有線網(wǎng) 的一部分。另一方面，有些通過無線網(wǎng)連接起來的計算機(jī)的位置可能又是固定不變的，如在不便于通過有線電纜連接的大樓之間就可以通過無線網(wǎng)將兩棟大樓內(nèi)的計算機(jī)連接在一起 。 9 第二章 二十一世紀(jì)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨向 我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀和展望 我國的因特網(wǎng)有待發(fā)展與完善。近年來，因特網(wǎng)在我國得到了迅速的發(fā)展。作為發(fā)展中國家的中國有必要跟蹤世界的高新技術(shù)發(fā)展，同時結(jié)合中國的國情，建立自已的民族產(chǎn)業(yè)。在發(fā)展因特網(wǎng)的同時需結(jié)合其實際情況，將 Inter 建成中國特色的因特網(wǎng)。 1 )通信設(shè)施仍需加強(qiáng)。近年來，我國的電信業(yè)發(fā)展非常迅速，已建立了縱橫交錯的光纖傳輸網(wǎng)，一定程度地解決了因特網(wǎng)的傳輸需要，但仍不能適應(yīng)其發(fā)展要求。目前 Inter 主干線路的帶寬窄；與國際聯(lián)網(wǎng)的出口少、帶寬窄。用戶撥號登錄入網(wǎng)的接通率不高；用戶接人端的線路不暢通、傳輸速率較低。通信網(wǎng)的設(shè)施仍需加強(qiáng)，特別是用戶端的線路有待改善。 2 )因特網(wǎng)自 身的協(xié)議還需發(fā)展。經(jīng)過二十多年的發(fā)展， Inter 的 TCP/IP技術(shù)已深入到了社會的各個領(lǐng)域。然而隨著 Inter 的飛速 膨脹， TCP/IP 面臨著自身的發(fā)展。首先是其的地址受到了限制； TCP/IP 互連的網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)必須具有一個唯一的 32 位地址，其地址的有限性限制了用戶發(fā)展的數(shù)量；另外，其 TCP/IP 協(xié)議不適合實時性較強(qiáng)的視訊等多媒體數(shù)據(jù)的傳輸；其網(wǎng)絡(luò)的安全性問題也比較突出。 3 )我國需發(fā)展自己的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)。目前 Inter 建設(shè)不可忽視的事實是其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備幾乎清一色地從國外引進(jìn)。其底層的網(wǎng)絡(luò)組件如服務(wù)器、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、集線器、路由器及交換器等，我國完全有能力自己生產(chǎn)，建起自己的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)。這不僅有利于因特網(wǎng)在我國的健康發(fā) 展，也有利于信息產(chǎn)業(yè)的安全性。 4 )因特網(wǎng)漢字傳輸規(guī)范的制訂勢在必行。由于 Inter 技術(shù)發(fā)源于美國，其通信方及用戶界面基本全是英文。這對因特網(wǎng)在我國的發(fā)展和使用帶來極大的不便，使其進(jìn)普通的百姓家庭受到了嚴(yán)重影響。如不盡早將其界面漢化，使其通信可采用漢字傳，將會不利于在我國的健康發(fā)展。 5 )中文信息資源有待加強(qiáng)。目前， ISP 已初具規(guī)模， ICP 開始進(jìn)入市場，從而產(chǎn)生一批中文 Web 站點；但用戶訪問 Inter 時，網(wǎng)上的大多站點仍是英文站點。中文站 不 但數(shù)量少、信息不多、廣度不夠，其主頁的質(zhì)量也不高 ，動態(tài)信息較少。 6 )因特網(wǎng)的安全防范有待加強(qiáng)。 Inter 上有病毒及黑客的存在，從而形成了網(wǎng)絡(luò)安全問題。網(wǎng)絡(luò)安全已引起我國有關(guān)部門的高度重視。目前的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)上大 10 多使用防墻 (Fire Wal1)來防止外部的黑客闖入。我國也自行研制出了新一代的網(wǎng)絡(luò)防火墻絡(luò)衛(wèi)士”。但因特網(wǎng)的安全防范仍有待加強(qiáng)。 多媒體網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向 從多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，多媒體技術(shù)的數(shù)字化將會是未來技術(shù)擴(kuò)張的主流，而作為多媒體技術(shù)賴以存在和發(fā)展的重要基石，數(shù)字多媒體芯片技術(shù)將成為未來多媒體技術(shù)革命中的焦點，不管是從 以 PC 技術(shù)為依附的計算機(jī)多媒體應(yīng)用，到移動通信業(yè)務(wù)的各種多媒體實現(xiàn)，以及未來 3C 時代各種電子化裝置的多媒體大融合，數(shù)字多媒體芯片都是無可置疑的主角。 多媒體技術(shù)的發(fā)展前景 （ 1）流媒體技術(shù) 傳統(tǒng)多媒體手段由于其數(shù)據(jù)傳輸量大的特點而與現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境發(fā)生了矛盾，面臨發(fā)展相對停滯的危機(jī) 。 解決問題的一個很好的方法就是采用流媒體技術(shù) 。所謂 流 ，是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，使用這種方式，信息的接收者在沒有接到完整的信息前就能處理那些已收到的信息。這種一邊接收，一邊處理的方式，很好的解決了多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸問題。 流媒體技術(shù)，大大地促進(jìn)了多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)的多媒體化趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的，相信在很短的時間里，多媒體技術(shù)一定能在網(wǎng)絡(luò)這片新天地里找到更大的發(fā)揮空間。 （ 2）智能多媒體技術(shù)