第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義1.1.2通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.2.1按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍分類

1.2.2按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類1.2.3按照網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)分類1.2.4按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理性質(zhì)分類1.2.5按計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)分類1.2.6按照網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)分類1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

1.4.1面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.4.2計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)1.4.3標(biāo)準(zhǔn)、開放的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段

1.4.4高速、智能的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段1.4.5Internet的發(fā)展趨勢1.4.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作1.5.1網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的重要性1.5.2制定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的國際組織1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念人類社會已進(jìn)入信息時(shí)代，信息時(shí)代的重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代；網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)；網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；發(fā)展最快的并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)今社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著非常重要的作用，世界上的任何一個(gè)擁有計(jì)算機(jī)的人都能夠通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)了解世界的變化，掌握先進(jìn)的科技知識，獲得個(gè)人需要的資訊。因此在某種程度上講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平不僅反映了一個(gè)國家的計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)的水平，而且已經(jīng)成為衡量其國力及現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。綜上所述，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這一概念系統(tǒng)地定義為：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是將分布在不同地理位置上的具有獨(dú)立工作能力的多臺計(jì)算機(jī)、終端及其附屬設(shè)備用通信設(shè)備和通信線路連接起來、并配置網(wǎng)絡(luò)軟件、以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源共享的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的示意圖如圖1-1所示。1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這一概念的描述，從不同的角度出發(fā)，可以給出不同的定義。簡單地說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是由通信線路互相連接的許多獨(dú)立工作的計(jì)算機(jī)構(gòu)成的集合體。這里強(qiáng)調(diào)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)是獨(dú)立工作的，這里所謂功能獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是為了和多終端分時(shí)系統(tǒng)相區(qū)別，一般指有CPU的計(jì)算機(jī)。以下是從應(yīng)用、資源共享、技術(shù)，三個(gè)不同的角度對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義。(1).從應(yīng)用的角度來講，只要將具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)連接起來，能夠?qū)崿F(xiàn)各計(jì)算機(jī)之間信息的互相交換，并可以共享計(jì)算機(jī)資源的系統(tǒng)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。(2).從資源共享的角度來講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是一組具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備，以允許用戶相互通信和共享計(jì)算機(jī)資源的方式互聯(lián)在一起的系統(tǒng)。(3).從技術(shù)角度來講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是由特定類型的傳輸介質(zhì)（如雙絞線.同軸電纜和光纖等）和網(wǎng)絡(luò)適配器互聯(lián)在一起的計(jì)算機(jī)，并受網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。圖1-1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)示意圖1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成一般而論，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有三個(gè)主要組成部分：◆若干個(gè)主機(jī)，它們?yōu)橛脩籼峁┓?wù)；◆一個(gè)通信子網(wǎng)，它主要由結(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接這些結(jié)點(diǎn)的通信鏈路所組成；◆一系列的協(xié)議，這些協(xié)議是為在主機(jī)和主機(jī)之間或主機(jī)和子網(wǎng)中的各結(jié)點(diǎn)之間的通信而采用的，它是通信雙方事先約定好的和必須遵守的規(guī)則。概括起來說，一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須具備以下3個(gè)基本要素：

⑴至少有兩個(gè)具有獨(dú)立操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，且它們之間有相互共享某種資源的需求。⑵兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間必須用某種通信手段將其連接。⑶網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間要能相互通信，必須制定相互可確認(rèn)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議。

為了便于分析，按照數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理的功能，一般從邏輯上將網(wǎng)絡(luò)分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個(gè)部分。如圖1-2給出了典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖1-2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)

1.1.3通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)1.通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)（CCP）、通信線路與其他通信設(shè)備組成，負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。通信控制處理機(jī)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)。它一方面作為與資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端連結(jié)的接口，將主機(jī)和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面它又作為通信子網(wǎng)中的分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)，完成分組的接收、校驗(yàn)、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等功能，實(shí)現(xiàn)將源主機(jī)報(bào)文準(zhǔn)確發(fā)送到目的主機(jī)的作用。通信線路為通信控制處理機(jī)與通信控制處理機(jī)、通信控制處理機(jī)與主機(jī)之間提供通信信道。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用了多種通信線路，如電話線、雙絞線、同軸電纜、光纜、無線通信信道、微波與衛(wèi)星通信信道等。什么是通信設(shè)備？這里的通信設(shè)備也就是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。為了提供網(wǎng)絡(luò)之間相互訪問，需要使用網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。目前常用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備主要有集線器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)等等。2.資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)由主機(jī)系統(tǒng)、終端、終端控制器、連網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)資源共享，它由各種硬件和軟件組成。⑴服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最核心的設(shè)備之一，它既是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供者，又是數(shù)據(jù)的集散地。按應(yīng)用分類，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以分為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器、郵件服務(wù)器.視頻點(diǎn)播（VOD）服務(wù)器、文件服務(wù)器等。按硬件性能分類，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可分為PC服務(wù)器、工作站服務(wù)器、小型機(jī)服務(wù)器和大型機(jī)服務(wù)器等。⑵客戶機(jī):工作站是連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)，工作站既可以獨(dú)立工作，也可以訪問服務(wù)器，使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器所提供的共享網(wǎng)絡(luò)資源。⑶網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)或約定；是網(wǎng)絡(luò)相互間對話的語言。如常使用的TCP/IP、SPX/IPX、NETBEUI協(xié)議等。⑷網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的核心和靈魂，其主要功能包括控制管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、資源管理、文件管理、用戶管理和系統(tǒng)管理等，以及全網(wǎng)硬件和軟件資源的共享、并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網(wǎng)絡(luò)接口，便于用戶使用網(wǎng)絡(luò)。目前，常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Unix族、WindowsNT/2000、Netware、Linux等。⑸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。它是建立在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之上的一種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以集中駐留在一臺主機(jī)上（集中式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)），也可以分布在每臺主機(jī)上（分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)），它向網(wǎng)絡(luò)用戶提供存取、修改網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的共享。⑹應(yīng)用系統(tǒng)。它是建立在上述部件基礎(chǔ)的具體應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)用戶的需求。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成如圖1-3所示。圖1-3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成3.現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，隨著使用主機(jī)系統(tǒng)的用戶的減少，資源子網(wǎng)的概念已經(jīng)有了變化。目前，通信子網(wǎng)由交換設(shè)備與通信線路組成，它負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。另外，從組網(wǎng)的層次角度看網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)，也不一定是一種簡單的平面結(jié)構(gòu)，而可能變成一種分層的立體結(jié)構(gòu)。如圖1-4所示的是一個(gè)典型的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最上層稱為核心層，中間層稱為分布層，最下層稱為訪問層，為最終用戶接入網(wǎng)絡(luò)提供接口。1-4

層次型網(wǎng)絡(luò)組1.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用對當(dāng)今社會的經(jīng)濟(jì)、文化和生活等都產(chǎn)生著重要影響，當(dāng)前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要有以下幾個(gè)方面。

1.實(shí)現(xiàn)資源共享

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最具吸引力的功能是進(jìn)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的用戶可以共享網(wǎng)絡(luò)中各種硬件和軟件資源。

2.數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最基本的功能之一，可以使分散在不同地理位置的計(jì)算機(jī)之間相互傳送信息。該功能是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其它功能的基礎(chǔ)。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送電子郵件、進(jìn)行電子數(shù)據(jù)交換、發(fā)布新聞消息等，極大地方便了人們的工作和生活。

3.集中管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，已使得現(xiàn)代辦公、經(jīng)營管理等發(fā)生了很大的變化。目前，已經(jīng)有了許多MIS系統(tǒng)、OA系統(tǒng)等，通過這些系統(tǒng)可以將地理位置分散的生產(chǎn)單位或業(yè)務(wù)部門連接起來進(jìn)行集中的控制和管理，提高工作效率，增加經(jīng)濟(jì)效益。4.分布處理對于綜合性的大型問題可以采用合適的算法，將任務(wù)分散到網(wǎng)絡(luò)中不同的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分布式處理，以達(dá)到均衡使用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)分布處理的目的。

5.負(fù)載平衡負(fù)載平衡是指任務(wù)被均勻地分配給網(wǎng)絡(luò)中的各臺計(jì)算機(jī)上。網(wǎng)絡(luò)控制中心負(fù)責(zé)分配和檢測，當(dāng)某臺計(jì)算機(jī)負(fù)載過重時(shí)，系統(tǒng)會自動(dòng)轉(zhuǎn)移部分工作到負(fù)載較輕的計(jì)算機(jī)中去處理。6.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提高了計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性在網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)可以通過網(wǎng)絡(luò)互為備份；當(dāng)某個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障后，便可通過網(wǎng)絡(luò)由別處的計(jì)算機(jī)代為處理；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)負(fù)載過重時(shí)，可將作業(yè)傳送給網(wǎng)絡(luò)中另一較空閑的計(jì)算機(jī)去處理，從而減少了用戶的等待時(shí)間、均衡了各計(jì)算機(jī)的負(fù)載，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。

1.1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用隨著現(xiàn)代信息社會進(jìn)程的推進(jìn)，通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用日益多元化，許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新形式不斷出現(xiàn)，如電子郵件、IP-Phone、視頻點(diǎn)播、網(wǎng)上交易、視頻會議等。其應(yīng)用可歸納為下列幾個(gè)方面：1.方便的信息檢索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使我們的信息檢索變得更加高效、快捷，通過網(wǎng)上搜索、WWW瀏覽、FTP下載可以非常方便地從網(wǎng)絡(luò)上獲得所需要的信息和資料。網(wǎng)上圖書館更是以其信息容量大、檢索方便贏得人們的青睞。2.現(xiàn)代化的通信方式電子郵件目前已經(jīng)成了一種最為快捷、廉價(jià)的通信手段。人們可以在幾分鐘、甚至幾秒鐘內(nèi)就可以把信息發(fā)給對方，信息的表達(dá)形式不僅可以是文本，還可以是聲音和圖片。同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)IP電話，將語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集成，利用IP作為傳輸協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)將語音集成到IP網(wǎng)絡(luò)上來，實(shí)現(xiàn)基于IP的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行語音通信，節(jié)省長途電話費(fèi)用。

3.辦公自動(dòng)化通過將一個(gè)企業(yè)或機(jī)關(guān)的辦公電腦及其外部設(shè)備聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，既可以節(jié)約購買多個(gè)外部設(shè)備的成本，又可以共享許多辦公數(shù)據(jù)，并且可對信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)綜合處理與統(tǒng)計(jì)，避免了許多單調(diào)重復(fù)性的勞動(dòng)。4.電子商務(wù)與電子政務(wù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還推動(dòng)了電子商務(wù)與電子政務(wù)的發(fā)展。企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與個(gè)人之間可以通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)貿(mào)易、購物；政府部門則可以通過電子政務(wù)工程實(shí)施政務(wù)公開化，審批程序標(biāo)準(zhǔn)化，提高了政府的辦事效率并使之更好地為企業(yè)或個(gè)人服務(wù)。

5.企業(yè)的信息化通過在企業(yè)中實(shí)施基于網(wǎng)絡(luò)的管理信息系統(tǒng)(MIS)和企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)、銷售、管理和服務(wù)的全面信息化，從而有效提高生產(chǎn)率。醫(yī)院管理信息系統(tǒng)，民航、鐵路的購票，學(xué)校的學(xué)生信息管理系統(tǒng)等都是管理信息系統(tǒng)的實(shí)例。6.遠(yuǎn)程教育與E-learning基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)使得我們可以突破時(shí)間、空間和身份的限制方便地獲取網(wǎng)絡(luò)上的教育資源并接受教育。7.豐富的娛樂和消遣網(wǎng)絡(luò)不僅改變了我們的工作與學(xué)習(xí)方式，也給我們帶來新的豐富多彩的娛樂和消遣方式，如網(wǎng)上聊天、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)上電影院、視頻點(diǎn)播等。8.軍事指揮自動(dòng)化基于C4I的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，把軍事情報(bào)采集、目標(biāo)定位、武器控制、戰(zhàn)地通信和指揮員決策等環(huán)節(jié)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上聯(lián)系起來，形成各種高速高效的指揮自動(dòng)化系統(tǒng)，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭和軍隊(duì)現(xiàn)代化不可缺少的技術(shù)支柱，這種系統(tǒng)在公安武警、交警、火警等指揮調(diào)度系統(tǒng)中也有廣泛應(yīng)用。C4I系統(tǒng)是指指揮、控制、通訊、電腦和情報(bào)的集成，以前一直被運(yùn)用在軍事領(lǐng)域，它以計(jì)算機(jī)為核心，綜合運(yùn)用各種信息技術(shù)，對軍隊(duì)和武器進(jìn)行指揮與控制。在軍事領(lǐng)域中,C4I的應(yīng)用是重要的。

1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從發(fā)展到現(xiàn)在應(yīng)用的非常廣泛，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類方法有很多種，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分類不同，在同一種網(wǎng)絡(luò)中可能會有很多種不同的名詞說法，例如是局域網(wǎng)、總線網(wǎng)、以太網(wǎng)或WINDOWSNT/2000網(wǎng)絡(luò)等。因此，對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類的研究有助于我們能夠更好地理解和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以下是一種普遍認(rèn)可的通用網(wǎng)絡(luò)劃分標(biāo)準(zhǔn)。按這種標(biāo)準(zhǔn)可以把網(wǎng)絡(luò)劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)等。不過在此要說明的是，這里的網(wǎng)絡(luò)劃分并沒有嚴(yán)格意義上地理范圍的區(qū)分，只是一種定性的概念。1.2.1按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍分類按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和所覆蓋的地理范圍對其分類，可以很好地反映不同類型網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征。由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍不同，所采用的傳輸技術(shù)也有所不同，因此形成了不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。按覆蓋地理范圍的大小，可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。如表1-1所示。網(wǎng)絡(luò)的分類分布距離跨越地理范圍帶寬局域網(wǎng)(LAN)10m房屋10Mpbs-xGpbs20m建筑物2Km校園內(nèi)城域網(wǎng)(MAN)100Km城市64Kpbs-xGpbs廣域網(wǎng)(WAN)1000Km國家.州或州際65Kpbs-625Mpbs表1-1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一般分類下面我們分別作進(jìn)一步說明:1.局域網(wǎng)（LAN：LocalAreaNetwork）局域網(wǎng)是分布于一個(gè)間房、每個(gè)樓層、整棟樓及樓群之間等，范圍一般在2km以內(nèi)，最大距離不超過10km,如圖1-5所示。它是在小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)大量推廣使用之后逐漸發(fā)展起來的。一方面，它容易管理與配置；另一方面，容易構(gòu)成簡潔整齊的拓樸結(jié)構(gòu)。局域網(wǎng)速率高，延遲小，傳輸速率通常為10Mpbs-2Gbps。圖1-5局域網(wǎng)

局域網(wǎng)主要特點(diǎn)：①適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)范圍?、趥鬏斔俾矢撷劢M建方便、使用靈活④網(wǎng)絡(luò)組建成本低⑤數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤率低2.城域網(wǎng)（MAN：MetropolitanAreaNetwork）城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種大范圍的高速網(wǎng)絡(luò)，它的覆蓋范圍通常為幾公里至幾十公里，傳輸速率為2Mpbs～1Gbps如圖1-6所示。隨著使用局域網(wǎng)帶來的好處，人們逐漸要求擴(kuò)大局域網(wǎng)的范圍，或者要求將己經(jīng)使用的局域網(wǎng)互相連接起來，使其成為一個(gè)規(guī)模較大的城市范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。圖1-6城域網(wǎng)城域網(wǎng)主要特點(diǎn)：⑴適合比LAN大的區(qū)域（通常用于分布在一個(gè)城市的校園或企業(yè)之間）。⑵比LAN速度慢，但比WAN速度快。⑶昂貴的設(shè)備。⑷中等錯(cuò)誤率。3.廣域網(wǎng)（WAN：WideAreaNetwork）。廣域網(wǎng)的覆蓋范圍很大、幾個(gè)城市、一個(gè)國家，幾個(gè)國家甚至全球都屬于廣域網(wǎng)的范疇，從幾十公里到幾千或幾萬公里,如圖1-7所示。此類網(wǎng)絡(luò)起初是出于軍事、國防和科學(xué)研究的需要。例如美國國訪部的ARPANET網(wǎng)絡(luò)，1971年在全美推廣使用并已延伸到世界各地。由于廣域網(wǎng)傳播的距離遠(yuǎn)，其速率要比局域網(wǎng)低得多。圖1-7廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)的主要特點(diǎn)：⑴規(guī)?？梢耘c世界一樣大小。⑵網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，一般比LAN和MAN慢很多。⑶網(wǎng)絡(luò)傳輸錯(cuò)誤率最高。⑷昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。4.接入網(wǎng)（AN：AccessNetwork）又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。它是近年來由于用戶對高速上網(wǎng)需求的增加而出現(xiàn)的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。如圖1-8所示。接入網(wǎng)是局域網(wǎng)（或校園網(wǎng)）和城域網(wǎng)之間的橋接區(qū)。接入網(wǎng)提供多種高速接入技術(shù)，使用戶接入到Internet的瓶頸得到某種程度上的解決。圖1-8廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)和局域網(wǎng)的關(guān)系1.2.2按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類拓樸結(jié)構(gòu)的定義：網(wǎng)絡(luò)中通信線絡(luò)和結(jié)點(diǎn)之間的幾何排列形式，或者說網(wǎng)線與結(jié)點(diǎn)之間排列所構(gòu)成的圖形。網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)是拋開網(wǎng)絡(luò)電纜的物理連接來討論網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接形式，是指網(wǎng)絡(luò)電纜構(gòu)成的幾何形狀，它能表示出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置和互相之間的連接，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)一般可以分為：總線型、星型、樹型、環(huán)型、網(wǎng)狀型等。

1.總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（BusTopology）總線型拓?fù)洳捎脝胃鶄鬏斁€作為傳輸介質(zhì)，它將所有入網(wǎng)的計(jì)算機(jī)通過相應(yīng)的硬件接口直接接入到一條通信線路上。為防止信號反射，一般在總線兩端連有終結(jié)器用于匹配線路阻抗。如圖1-9所示為總線拓?fù)?。?0Base-5、10Base-2等以太網(wǎng)技術(shù)都采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖1-9總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：

所有端結(jié)點(diǎn)都連接到傳輸介質(zhì)或總線上。任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息都可以沿著介質(zhì)傳播，而且能被所有其它的結(jié)點(diǎn)接收。由于所有的結(jié)點(diǎn)共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能有一個(gè)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。通常采用分布式控制策略來決定下一次哪一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。(1)總線拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)容易；易于安裝和維護(hù)；價(jià)格相對便宜，用戶結(jié)點(diǎn)入網(wǎng)靈活。⑵總線型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：同一時(shí)刻只能有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)相互通信，網(wǎng)絡(luò)延伸距離有限，網(wǎng)絡(luò)容納結(jié)點(diǎn)數(shù)有限；由于所有結(jié)點(diǎn)都直接連接在總線上，因此任何一處故障都會導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。2.星形拓?fù)洌⊿tar-Topology）星型拓?fù)涫且砸粋€(gè)結(jié)點(diǎn)為中心的處理系統(tǒng)，各種類型的入網(wǎng)計(jì)算機(jī)均與該中心結(jié)點(diǎn)有物理鏈路直接相連，其他結(jié)點(diǎn)間不能直接通信，通信時(shí)需要通過該中心結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。如圖1-10所示。星型拓?fù)湟灾醒虢Y(jié)點(diǎn)為中心，執(zhí)行集中式通信控制策略，因此，中央結(jié)點(diǎn)相當(dāng)復(fù)雜，而各個(gè)結(jié)點(diǎn)的通信處理負(fù)擔(dān)都很小，又稱集中式網(wǎng)絡(luò)。圖1-10星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有如下的特點(diǎn)：

⑴星型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是節(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴(kuò)充性強(qiáng)，組網(wǎng)容易。利用中央結(jié)點(diǎn)可方便地提供網(wǎng)絡(luò)連接和重新配置；且單個(gè)連接點(diǎn)的故障只影響一個(gè)設(shè)備，不會影響全網(wǎng)，容易檢測和隔離故障，便于維護(hù)。

⑵星型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是屬于集中控制，主結(jié)點(diǎn)負(fù)載過重，如果中央結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生故障，則全網(wǎng)不能工作，所以對中央結(jié)點(diǎn)的可靠性和冗余度要求很高。3.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（RingTopology）各結(jié)點(diǎn)通過鏈路連接，在網(wǎng)絡(luò)中形成一個(gè)首尾相接的閉合環(huán)路，信息按固定方向流動(dòng)，或按順時(shí)針方向流動(dòng)，或按逆時(shí)針方向流動(dòng)。如TokenRing技術(shù)、FDDI技術(shù)等，環(huán)形網(wǎng)如圖1-11所示。圖1-11環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有如下的特點(diǎn)：

⑴環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是一次通信信息在網(wǎng)中傳輸?shù)淖畲髠鬏斞舆t是固定的，每個(gè)網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)只與其他兩個(gè)結(jié)點(diǎn)有物理鏈路直接互連。因此，傳輸控制機(jī)制較為簡單，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。

⑵環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是環(huán)中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障都可能會終止全網(wǎng)運(yùn)行，因此可靠性較差。4.樹型結(jié)構(gòu)（TreeTopology）樹型拓?fù)涫菑目偩€拓?fù)溲葑兌鴣恚研切秃涂偩€型結(jié)合起來，形狀像一棵倒置的樹，頂端有一個(gè)帶分支的根，每個(gè)分支還可以延伸出子分支，如圖1-12所示。

圖1-12樹型結(jié)構(gòu)在這種拓?fù)渲?，?dāng)結(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)，根接收該信號，然后再重新廣播發(fā)送到全網(wǎng)。樹型拓?fù)涞奶攸c(diǎn)：⑴樹型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是易于擴(kuò)展和故障隔離。⑵樹型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是對根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作，對根的可靠性要求很高。5.網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分為全連接網(wǎng)狀和不完全連接網(wǎng)狀兩種形式。在全連接網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)和網(wǎng)中其他結(jié)點(diǎn)均有鏈路連接。在不完全連接網(wǎng)狀網(wǎng)中，兩結(jié)點(diǎn)之間不一定有直接鏈路連接，它們之間的通信，依靠其他結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。網(wǎng)狀拓?fù)涞奶攸c(diǎn)：⑴網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)間路徑多，碰撞和阻塞可大大減少，局部的故障不會影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作，可靠性高；網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和主機(jī)入網(wǎng)比較靈活、簡單。⑵網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜，建網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制復(fù)雜。廣域網(wǎng)中一般用不完全連接網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如圖1-13所示。圖1-13網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以上介紹的是最基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在組建局域網(wǎng)時(shí)常采用星型、環(huán)型、總線型和樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。樹型和網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在廣域網(wǎng)中比較常見。但是在一個(gè)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，可能是上述幾種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的混合。

6.混合型結(jié)構(gòu)混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由以上幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合而成的，如：環(huán)星形結(jié)構(gòu)，它是令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)常用的結(jié)構(gòu)，總線型和星形的混合結(jié)構(gòu)等。如圖1-14所示。

圖1-14總線型和星形的混合結(jié)構(gòu)1.2.3按照網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)分類從局域網(wǎng)的工作模式、實(shí)現(xiàn)功能和運(yùn)行的操作系統(tǒng)等邏輯層面來考慮，可以將局域網(wǎng)劃分為對等網(wǎng)絡(luò)、專用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)和Client/Server網(wǎng)絡(luò)。1．對等網(wǎng)對等網(wǎng)絡(luò)(PeertoPeer)是一種最簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所有的計(jì)算機(jī)地位平等，沒有從屬關(guān)系，也沒有專用的服務(wù)器和客戶機(jī)。對等網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)之間能夠輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享，每臺計(jì)算機(jī)既可以服務(wù)器來提供服務(wù)，也可以作為工作站請求服務(wù)。對等網(wǎng)的組建和維護(hù)都比較簡單，兩臺計(jì)算機(jī)就可以組建一個(gè)微型對等網(wǎng),一般對等網(wǎng)絡(luò)中的用戶小于或等于10臺，如圖1-15所示。對等網(wǎng)能夠提供靈活的共享模式，組網(wǎng)簡單、方便、但難于管理，網(wǎng)絡(luò)的安全驗(yàn)證在本地進(jìn)行，安全性能較差。因此比較適用于對安全性要求不是很高的小型辦公局域網(wǎng)和家庭局域網(wǎng)。圖1-15對等網(wǎng)2．基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)為了使網(wǎng)絡(luò)通信更方便、更穩(wěn)定、更安全，我們引入基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)（Client/Server，簡稱C/S）如圖1-16所示。這種類型的網(wǎng)絡(luò)中有一臺或幾臺較大計(jì)算機(jī)用于集中進(jìn)行共享數(shù)據(jù)庫的管理和存取，稱為服務(wù)器，而將其它的應(yīng)用處理工作分散到網(wǎng)絡(luò)中其它計(jì)算機(jī)上去做，構(gòu)成分布式的處理系統(tǒng)。圖1-16基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)3．專用服務(wù)器在專用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)（Server-Based）中必須存在一臺專用的服務(wù)器，作為工作站的計(jì)算機(jī)必須以這臺專用服務(wù)器為中心開展工作，比如：在大型網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器可能要為用戶提供不同的服務(wù)和功能，如文件打印服務(wù)、WEB、郵件、DNS等等。那么，使用一臺服務(wù)器可能承受不了這么大壓力，所以，這樣網(wǎng)絡(luò)中就需要有多臺服務(wù)器為其用戶提供服務(wù)，并且每臺服務(wù)器提供專一的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。專用于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中的工作站計(jì)算機(jī)之間不能直接通信，而必須經(jīng)由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)。1.2.4按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理性質(zhì)分類根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)組建和管理的部門和單位不同，常將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。1.公用網(wǎng)（PublicNetwork）由電信部門或其他提供通信服務(wù)的經(jīng)營部門組建、管理和控制，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸和轉(zhuǎn)接裝置可供任何部門和個(gè)人使用；公用網(wǎng)常用于廣域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造，支持用戶的遠(yuǎn)程通信。如我國的電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、聯(lián)通網(wǎng)等。2.專用網(wǎng)（PrivateNetwork）由用戶部門組建經(jīng)營的網(wǎng)絡(luò)，不容許其它用戶和部門使用；由于投資的因素，專用網(wǎng)常為局域網(wǎng)或者是通過租借電信部門的線路而組建的廣域網(wǎng)絡(luò)。如由學(xué)校組建的校園網(wǎng)、由企業(yè)組建的企業(yè)網(wǎng)等。1.2.5按計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)分類網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)特點(diǎn)，因此根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分是一種很重要的方法。在通信技術(shù)中，通信信道的類型有兩類：廣播通信信道與點(diǎn)到點(diǎn)通信信道。在廣播通信信道中，多個(gè)結(jié)點(diǎn)共享一個(gè)物理通信信道，一個(gè)結(jié)點(diǎn)廣播信息，其他結(jié)點(diǎn)都能夠接收這個(gè)廣播信息。而在點(diǎn)到點(diǎn)通信信道中，一條通信信道只能連接一對結(jié)點(diǎn)，如果兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間沒有直接連接的線路，那么它們只能通過中間結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。顯然，網(wǎng)絡(luò)要通過通信信道完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，因此網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)也只可能有兩類，即廣播（Broadcast）方式和點(diǎn)到點(diǎn)（Point-to-Point）方式。這樣，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可以分為兩類：1.廣播式網(wǎng)絡(luò)廣播式網(wǎng)絡(luò)中的廣播是指網(wǎng)絡(luò)中所有連網(wǎng)計(jì)算機(jī)都共享一個(gè)公共通信信道，當(dāng)一臺計(jì)算機(jī)利用共享通信信道發(fā)送報(bào)文分組時(shí)，所有其它計(jì)算機(jī)都將會接收到并處理這個(gè)分組。由于發(fā)送的分組中帶有目的地址與源地址，網(wǎng)絡(luò)中所有接收到該分組的計(jì)算機(jī)將檢查目的地址是否與本結(jié)點(diǎn)的地址相同。如果被接受報(bào)文分組的目的地址與本結(jié)點(diǎn)地址相同，則接受該分組，否則將收到的分組丟棄。在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，若分組是發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某些計(jì)算機(jī)，則被稱為多點(diǎn)播送或組播；若分組只發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的某一臺計(jì)算機(jī)，則稱為單播。在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，由于信道共享可能引起信道訪問錯(cuò)誤，因此信道訪問控制是要解決的關(guān)鍵問題。2.點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)傳播指網(wǎng)絡(luò)中每兩臺主機(jī)、兩臺結(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間或主機(jī)與結(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間都存在一條物理信道，即每條物理線路連接一對計(jì)算機(jī)，如圖1-17所示。機(jī)器(包括主機(jī)和結(jié)點(diǎn)交換機(jī))沿某信道發(fā)送的數(shù)據(jù)確定無疑地只有信道另一端的唯一一臺機(jī)器收到。假如兩臺計(jì)算機(jī)之間沒有直接連接的線路，那么它們之間的分組傳輸就要通過中間結(jié)點(diǎn)的連接收、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)直至目的結(jié)點(diǎn)。由于連接多臺計(jì)算機(jī)之間的線路結(jié)構(gòu)可能是復(fù)雜的，因此從源結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)可能存在多條路由，決定分組從通信子網(wǎng)的源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)的路由需要有路由選擇算法。采用分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)是點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)與廣播式網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別之一。圖1-17點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)湟蕴W(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)都屬于廣播網(wǎng)，而ATM和幀中繼網(wǎng)都屬于點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)。除了以上幾種分類方法外，還可按網(wǎng)絡(luò)信道的帶寬分為窄帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)；按網(wǎng)絡(luò)不同的用途分為科研網(wǎng)、教育網(wǎng)、商業(yè)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等。1.2.6按照網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為有線網(wǎng)、光纖網(wǎng)和無線網(wǎng)三種類型。

1.有線網(wǎng)有線網(wǎng)是采用同軸電纜或雙絞線連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。用同軸電纜連接的網(wǎng)絡(luò)成本低，安裝較為便利，但傳輸率和抗干擾能力一般，傳輸距離較短。用雙絞線連接的網(wǎng)絡(luò)價(jià)格便宜，安裝方便，但其易受干擾，傳輸率也比較低，且傳輸距離比同軸電纜要短。2.光纖網(wǎng)光纖網(wǎng)也屬于有線網(wǎng)的一種，但由于它的特殊性而單獨(dú)列出。光纖網(wǎng)是采用光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的，光纖傳輸距離長，傳輸率高；抗干擾性強(qiáng)，不會受到電子監(jiān)聽設(shè)備的監(jiān)聽，是高安全性網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。但其成本較高，且需要高水平的安裝技術(shù)。

3.無線網(wǎng)無線網(wǎng)是用電磁波作為載體來傳輸數(shù)據(jù)的，無線傳輸媒介有：無線電波、微波、紅外線等。目前無線網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)費(fèi)用較高，還不太普及。但由于聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便，是一種很有前途的聯(lián)網(wǎng)方式。1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的所有層次都有關(guān)。但從通信的角度考慮，是運(yùn)輸層及其以下的各層決定了網(wǎng)絡(luò)的性能。性能是指它的幾個(gè)主要的性能指標(biāo)。但除了這些重要的性能指標(biāo)外，還有一些非性能特征也對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能有很大的影響，本節(jié)討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要的性能指標(biāo)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征這兩個(gè)方面的問題。1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.速率速率也叫數(shù)據(jù)率是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量?？梢杂么a元傳輸速率和信息傳輸速率來描述。⑴碼元傳輸速率：又稱為碼元速率或傳碼率。碼元速率又稱為波特率，指每秒信號的變化次數(shù)。若數(shù)字傳輸系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)字序列恰為二進(jìn)制序列，則等于每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，而在多電平中則不等同。單位為"波特",常用符號“Baud”表示，簡寫為“B”。碼元（Symbol）是對網(wǎng)絡(luò)中傳送二進(jìn)制數(shù)字中的每一位的通稱。例如二進(jìn)制數(shù)字1010011是由7個(gè)碼元組成的序列，通常稱為“碼字”。在7位的ASCII碼中，這個(gè)碼字就是字符S。⑵信息傳輸速率每秒鐘從信息源發(fā)出的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)（或字節(jié)數(shù)）稱為消息傳輸速率，單位是比特/秒（或字節(jié)/秒），簡稱消息率，記作rm。⑶比特傳輸速率每秒鐘通過信道傳輸?shù)男畔⒘糠Q為比特傳輸速率，記作rb。單位是比特/秒（b/s），簡稱比特率。2．帶寬帶寬又叫頻寬是指在固定的時(shí)間可傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)率，即網(wǎng)絡(luò)信號可使用的最高頻率與最低頻率之差。帶寬表示了在傳輸管道中可以傳遞數(shù)據(jù)的能力。在100M以太網(wǎng)之類的銅介質(zhì)布線系統(tǒng)中，雙絞線的信道帶寬通常用MHz為單位，它指的是信噪比恒定的情況下允許的信道頻率范圍，不過，網(wǎng)絡(luò)的信道帶寬與它的數(shù)據(jù)傳輸能力（單位Byte/s）存在一個(gè)穩(wěn)定的基本關(guān)系?！皫挕?bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）?，F(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。更常用的帶寬單位是千比每秒，即kb/s（103

b/s）兆比每秒，即Mb/s（106

b/s）吉比每秒，即Gb/s（109

b/s）太比每秒，即Tb/s（1012

b/s）請注意：在計(jì)算機(jī)界，K=210=1024M=220,G=230,T=240。在時(shí)間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。每秒

106

個(gè)比特時(shí)間1

01

0

111s帶寬為1Mb/s時(shí)間每秒

4

106

個(gè)比特0.25s帶寬為4Mb/s3.吞吐量吞吐量(throughput)表示在沒有幀丟失的情況下,單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（信道或接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。對100Mb/s的以太網(wǎng)，其典型的吞吐量可能只有70Mb/s。4.時(shí)延時(shí)延(delay或latency)是指一個(gè)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一端傳送的另一個(gè)端所需要的時(shí)間。它包括了發(fā)送時(shí)延，傳播時(shí)延，處理時(shí)延，他們的總和就是總時(shí)延。⑵傳播時(shí)延傳播時(shí)延（Propagationdelay）是指從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到接收端收到數(shù)據(jù)（或者從接收端發(fā)送確認(rèn)幀，到發(fā)送端收到確認(rèn)幀），總共經(jīng)歷的時(shí)間。（1-2）1011001…發(fā)送器隊(duì)列在鏈路上產(chǎn)生傳播時(shí)延結(jié)點(diǎn)

B結(jié)點(diǎn)

A在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時(shí)延(即發(fā)送時(shí)延)在結(jié)點(diǎn)

A中產(chǎn)生處理時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延數(shù)據(jù)從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路⑴發(fā)送時(shí)延發(fā)送時(shí)延（Transmissiondelay）是指結(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需的時(shí)間，也就是從數(shù)據(jù)塊的第一個(gè)比特開始發(fā)送算起，到最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。發(fā)送時(shí)延又稱為傳輸時(shí)延，它的計(jì)算公式是：（1-1）例題1-1:數(shù)據(jù)長度為107b，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/s，傳播距離1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。解：發(fā)送延遲=107/（100×1000）=100s

傳播延遲=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms⑶處理時(shí)延處理時(shí)延（nodalprocessingdelay）是數(shù)據(jù)在交換結(jié)點(diǎn)為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的數(shù)據(jù)處理所需的時(shí)間?！疤幚頃r(shí)延”的長短取決于當(dāng)時(shí)的通信量，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的通信量很大時(shí)，還會產(chǎn)生隊(duì)列溢出，這相當(dāng)于處理時(shí)延為無窮大。有時(shí)可用“排隊(duì)時(shí)延”作為“處理時(shí)延”。⑷排隊(duì)時(shí)延排隊(duì)時(shí)延（queueingdelay）是結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)間，是處理時(shí)延的重要組成部分。是分組在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí),要經(jīng)過許多的路由器、但分組在進(jìn)入路由器后要先在輸入隊(duì)列中排隊(duì)等待處理，在路由器確定了轉(zhuǎn)發(fā)接口后,還要在輸出隊(duì)列中排隊(duì)等待轉(zhuǎn)發(fā)，由此產(chǎn)生排隊(duì)時(shí)延。對于高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延。⑸總時(shí)延總時(shí)延是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延、處理時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延之和。在總時(shí)延中，究竟哪種時(shí)延占主導(dǎo)地位，必須具體分析。如一個(gè)長度為100MB數(shù)據(jù)塊在帶寬為1Mb/s信道上，用光纖傳送到1000km和1km遠(yuǎn)的目的計(jì)算機(jī)所需的時(shí)間是多少呢？根據(jù)以上公式可以得到：發(fā)送時(shí)延=100×210×8（數(shù)據(jù)塊長度，因?yàn)?MB=1024Byte=210=1024×8bit）/106（信道帶寬，因?yàn)?Mb/s=106b/s）=838.9s，1000km的傳播時(shí)延=1000（km）/200000（光纖信道的傳播速率）=0.005s=5ms，而1km的傳播時(shí)延會減小到原來的千分之一。由于ms（毫秒）級時(shí)間相對于838.9s來說非常小，幾乎可以忽略，所以在這種情況下，總時(shí)延的數(shù)值基本上是由發(fā)送時(shí)延來決定的。⑹時(shí)延帶寬乘積傳播時(shí)延帶寬積，即傳播時(shí)延帶寬帶寬（傳播）時(shí)延圖1-18鏈路象一條空心管道“時(shí)延帶寬乘積”為某一鏈路所能容納的比特?cái)?shù)。例如，某鏈路的時(shí)延帶寬乘積為100萬比特，這意味著第一比特到達(dá)目的端時(shí)，源端已發(fā)送了100萬比特。計(jì)算公式如下。時(shí)延帶寬乘積=帶寬×傳播時(shí)延(1-3)根據(jù)以上公式可以得出，鏈路的“時(shí)延帶寬積”就是以比特為單位的鏈路長度。⑺往返時(shí)間往返時(shí)間(RTT:Round-tripTime)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中它也是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)（接收端收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認(rèn)），總共經(jīng)歷的時(shí)延。

5.利用率利用率有信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率兩種。信道利用率是指某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的(也就是有數(shù)據(jù)傳輸)。網(wǎng)絡(luò)的利用率是網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。信道利用率并非越高越好，這是因?yàn)?根據(jù)排隊(duì)理論，當(dāng)某信道的利用率增大時(shí),該信道引起的時(shí)延也就增加了，和高速公路的情況類似，當(dāng)高速公路的車流量很大時(shí),由于某些地方會出現(xiàn)堵塞,因此行車的時(shí)間就會增加。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的通訊量很少時(shí),網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的延時(shí)并不大,但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的通訊量很大時(shí),由于分組的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理時(shí)需要排隊(duì)等候,因此網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延就會大大的增加。若令D0

表示網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)的時(shí)延，D表示網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的時(shí)延，則在適當(dāng)?shù)募俣l件下，可以用下面的簡單公式表示D和D0之間的關(guān)系：（1-4）U是網(wǎng)絡(luò)的利用率，數(shù)值在0到1之間。信道和網(wǎng)絡(luò)的利用率過過高就會產(chǎn)生非常大的時(shí)延，因此一些擁有較大主干的ISP經(jīng)?？刂扑麄兊男诺览寐什怀^50%，如果超過了就要準(zhǔn)備擴(kuò)容,增大線路的帶寬。1.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征1.費(fèi)用

網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用（包括設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的費(fèi)用）即網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格。網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格總是必須考慮的，因?yàn)樾阅芘c其價(jià)格密切相關(guān)。一般來說，網(wǎng)絡(luò)的速率越高，其價(jià)格也越高。2.質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量取決于網(wǎng)絡(luò)中所有的構(gòu)件的質(zhì)量，以及這些構(gòu)件是怎樣組成網(wǎng)絡(luò)的。網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量影響到很多方面，如網(wǎng)絡(luò)的可靠性、網(wǎng)絡(luò)管理的簡易性、以及網(wǎng)絡(luò)的一些性能。但網(wǎng)絡(luò)的性能與網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量并不是一回事。例如，有些性能還可以的網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行一段時(shí)間后就出現(xiàn)了故障，變得無法再繼續(xù)工作，說明其質(zhì)量不好。高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)往往價(jià)格也較高。3.標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)既可以按照通用國際標(biāo)準(zhǔn)，也可以遵循特定的專用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。最好采用國際標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，這樣可以得到更好的互操作性，更易于升級換代和維修，也更容易得到技術(shù)上的支持。4.可靠性可靠性與網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和性能都有密切的關(guān)系。速率更高的網(wǎng)絡(luò)的可靠性不一定會更差，但速率更高的網(wǎng)絡(luò)要可靠地運(yùn)行，則往往更加困難，同時(shí)所需的費(fèi)用也會較高。5.可擴(kuò)展性和可升級性在構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮到今后可能會需要擴(kuò)展（即規(guī)模擴(kuò)大）和升級（即性能和版本的提高）。網(wǎng)絡(luò)性能越高，其擴(kuò)展費(fèi)用往往也越高，難度也會響應(yīng)增加。6.易于管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)如果沒有良好的管理和維護(hù)，就很難達(dá)到和保持所設(shè)計(jì)的性能。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)兩個(gè)領(lǐng)域的結(jié)合，一直以來它們緊密結(jié)合，相互促進(jìn)、相互影響，共同推進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。縱觀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程，和其他事物發(fā)展一樣，也經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從低級到高級的發(fā)展過程，其發(fā)展過程大致可分為以下四個(gè)階段。1.4.1面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)又稱終端—計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是20世紀(jì)50年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要形式。它是將一臺計(jì)算機(jī)經(jīng)通信線路與若干終端直接相連，如圖1-19所示。單機(jī)系統(tǒng)中，終端用戶通過終端機(jī)向主機(jī)發(fā)送一些數(shù)據(jù)運(yùn)算處理請求，主機(jī)運(yùn)算后又發(fā)給終端機(jī)，而且終端用戶的數(shù)據(jù)是存儲在主機(jī)里，終端機(jī)并不保存任何數(shù)據(jù)。主計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)較重，既要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和處理，又要負(fù)責(zé)主機(jī)與終端之間的通信功能。第一代網(wǎng)絡(luò)并不是真正意義上的網(wǎng)絡(luò)而是一個(gè)面向終端的互聯(lián)通信系統(tǒng)。圖1-19面向終端的單機(jī)互聯(lián)系統(tǒng)1.4.2計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)隨著終端用戶對主機(jī)的資源需求量增加，為了減輕主機(jī)負(fù)擔(dān)，60年代出現(xiàn)了在主機(jī)和通信線路之間設(shè)置通信控制處理機(jī)（CommunicationControlProcessor，CCP）或稱為前端處理機(jī)，主機(jī)的作用就改變了，當(dāng)時(shí)主機(jī)主要作用是處理和存儲終端用戶發(fā)出對主機(jī)的數(shù)據(jù)請求，通信任務(wù)主要由通信控制器(CCP)來完成。這樣主機(jī)的性能就有了很大的提高，集線器主要負(fù)責(zé)從終端到主機(jī)的數(shù)據(jù)集中收集及主機(jī)到終端的數(shù)據(jù)分發(fā)。此外，在終端聚集處設(shè)置多路器（或稱集中器），組成終端群―低速通信線路―集中器―高速通信線路―前端機(jī)―主計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，稱為多機(jī)系統(tǒng)。如圖1-20所示。通信控制處理機(jī)圖1-20利用通信控制器實(shí)現(xiàn)通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段是60年代中期發(fā)展起來的，它是由若干臺計(jì)算機(jī)相互連接起來的系統(tǒng)，即利用通信線路將多臺計(jì)算機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信。如圖1-21所示終端主機(jī)圖1-21多主機(jī)互聯(lián)系統(tǒng)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。20世紀(jì)60至70年代初期由美國國防部高級研究計(jì)劃局研制的ARPANET網(wǎng)絡(luò)，是這一階段的代表。ARPANET網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng),如圖1-22所示。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)，是今天因特網(wǎng)的前身。圖1-22資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)所謂通信子網(wǎng)一般由通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)等物理設(shè)備所構(gòu)成，而資源子網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)備，如：服務(wù)器、用戶計(jì)算機(jī)（終端機(jī)或工作站）、網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等。在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)也是必不可少的部分，通信子網(wǎng)為資源子網(wǎng)提供信息傳輸服務(wù)，而且資源子網(wǎng)上用戶間的通信是建立在通信子網(wǎng)的基礎(chǔ)上的。沒有通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)就不能工作，如果沒有資源子網(wǎng)，通信子網(wǎng)的傳輸也就失去了意義，兩者結(jié)合起來組成了統(tǒng)一的資源共享網(wǎng)絡(luò)。1.4.3標(biāo)準(zhǔn)、開放的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段20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年公布“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)間的互連帶來了很大的不便。鑒于這種情況，國際標(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。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)的競爭，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際性計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)。Internet遵循TCP/IP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)。1.4.4高速、智能的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段近年來，隨著通信技術(shù)，尤其是光纖通信技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。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)中所占的份額越來越高，同時(shí)，用戶不僅對網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬提出越來越高的要求，對網(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)都可以通過智能化程度很高的網(wǎng)絡(luò)管理軟件來實(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。綜上所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢概括為：1.向開放式的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展：使不同軟硬件環(huán)境、不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)可以互相連接，真正達(dá)到資源共享、數(shù)據(jù)通信和分布處理的目標(biāo)。2.向高性能發(fā)展：追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒體技術(shù)，提供文本、圖像、聲音、視頻等綜合性服務(wù)。3.向智能化發(fā)展：提高網(wǎng)絡(luò)性能和提供網(wǎng)絡(luò)綜合的多功能服務(wù)，并更加合理地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)各種業(yè)務(wù)的管理，真正以分布和開放的形式向用戶提供服務(wù)。1.4.5Internet的發(fā)展趨勢1．Internet概述因特網(wǎng)又叫國際計(jì)算機(jī)信息資源網(wǎng)，它是位于世界各地并且彼此相互通信的一個(gè)大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。組成Internet的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有小規(guī)模的局域網(wǎng)（LAN）、城市規(guī)模的區(qū)域網(wǎng)（MAN），以及大規(guī)模的廣域網(wǎng)（WAN）。這些網(wǎng)絡(luò)通過普通電話線、高速率專用線路、衛(wèi)星、微波和光纜把不同國家的大學(xué)、公司、科研部門以及軍事和政府組織連接起來。Internet擁有數(shù)千萬臺計(jì)算機(jī)和上億個(gè)用戶，是全球信息資源的超大型集合體。所有采用TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)都可加入Internet中,實(shí)現(xiàn)信息共享和相互通信。與傳統(tǒng)的書籍、報(bào)刊、廣播、電視等傳播媒體相比，Internet使用方便、查閱更快捷、內(nèi)容更豐富。今天，Internet已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的普及與應(yīng)用，并正在迅速的改變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞胶蜕罘绞?。Internet的萌芽期起源于20世紀(jì)60年代中期由美國國防部高級研究計(jì)劃局(ARPA)資助的ARPANET,此后提出的TCP/IP協(xié)議為Internet的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1986年美國國家科學(xué)基金會(NSF)的NSFNET加入了Internet主干網(wǎng)，由此推動(dòng)了Internet的發(fā)展。但是，Internet的真正飛躍發(fā)展應(yīng)該歸功于20世紀(jì)90年代的商業(yè)化應(yīng)用。此后，世界各地?zé)o數(shù)的企業(yè)和個(gè)人紛紛加入，終于發(fā)展演變成今天成熟的Internet。2.Internet的發(fā)展因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段的演進(jìn)。但這三個(gè)階段在時(shí)間劃分上并非截然分開而是有部分重疊的，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)是逐漸的而不是突然的。第一階段是從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。1969年，美國國防部的國防高級研究計(jì)劃署（AdvancedResearchProjectAgency，簡稱ARPA）建立了一個(gè)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的分組交換廣域網(wǎng)——ARPANET，該網(wǎng)絡(luò)是為了驗(yàn)證遠(yuǎn)程分組交換網(wǎng)的可行性而進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn)工程，以防止核戰(zhàn)爭爆發(fā)引起大量電話業(yè)務(wù)中斷導(dǎo)致軍事通信癱瘓的局面出現(xiàn)。ARPANET就是今天Internet的前身。從1969年ARPANET誕生直到20世紀(jì)80年代中期,是Interent發(fā)展的第一階段——試驗(yàn)研究階段。第二階段的特點(diǎn)是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。1986年，美國國家科學(xué)基金會（U.S.NationalScienceFoundation，NSF）建立了以ARPANET為基礎(chǔ)的學(xué)術(shù)性網(wǎng)絡(luò)，即NSFNET。它是Internet的先驅(qū)。

NSFNET的形成和發(fā)展，使它成為Internet的最重要的組成部分。1991年，NSF放松了有關(guān)Internet使用的限制，開始允許使用Internet進(jìn)行部分商務(wù)活動(dòng)，這樣不僅商業(yè)用戶可以進(jìn)入Internet，而且Internet的經(jīng)營也商業(yè)化了。1995年，NSFNET結(jié)束了它作為Internet主干網(wǎng)的歷史使命，Internet從學(xué)術(shù)性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為商業(yè)性網(wǎng)絡(luò)。第三階段的特點(diǎn)是逐漸形成了多級ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(InternetServiceProvider)。又常稱為因特網(wǎng)服務(wù)提供商。隨著各國信息基礎(chǔ)設(shè)施（信息高速公路）建設(shè)步伐的加快，Internet網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與傳輸速率的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)上的商務(wù)活動(dòng)日益增多，一些大的公司紛紛加入了Internet的行列。目前的Internet是由多個(gè)商業(yè)公司運(yùn)行的多個(gè)主干網(wǎng)，通過若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)訪問點(diǎn)（NetworkAccessPoints）將網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成。

在短短的30幾年時(shí)間里，Internet從研究試驗(yàn)階段發(fā)展到用于教育、科研的學(xué)術(shù)性階段，進(jìn)而發(fā)展到商業(yè)化階段，這一歷程充分體現(xiàn)了Internet發(fā)展的迅速，以及技術(shù)的日益成熟和應(yīng)用的日益廣泛。3.Internet的發(fā)展趨勢隨著Internet應(yīng)用的深人，越來越多的領(lǐng)域需要應(yīng)用Internet，這對Internet也提出了新的要求。為滿足人們對Internet的各種需求，Internet將朝著無線互聯(lián)網(wǎng)和寬帶互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展。寬帶技術(shù)發(fā)展，使得用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸大量的多媒體資料，突破原來互聯(lián)網(wǎng)因傳輸速率帶來的使用瓶頸。而無線互聯(lián)網(wǎng)則由于可以利用便捷的通工具如手機(jī)直接上網(wǎng)，而倍受青睞，目前發(fā)展非常迅速。無線互聯(lián)網(wǎng)遵循的是WAP協(xié)議，即無線應(yīng)用軟件協(xié)定。WAP讓移動(dòng)通信產(chǎn)品可以輕易享受通過互聯(lián)網(wǎng)所提供的附加值服務(wù)，用戶可通過手機(jī)或?qū)ず魴C(jī)上的微型瀏覽器接收互聯(lián)網(wǎng)上的信息和服務(wù)，而且可做到即時(shí)的互動(dòng)。目前，WAP使用WAP1.1軟件來提供各種Internet和Intranet的服務(wù)，支持CGI、ASP、Java，NSAPI和Servlets的應(yīng)用開發(fā)軟件，WAP通過XML定義了WML，所有的WML都能被標(biāo)準(zhǔn)的HTTP1.1解釋并在Internet上應(yīng)用。4.Internet的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Internet采用了目前最流行的客戶機(jī)／服務(wù)器工作模式，凡是使用TCP/IP協(xié)議，并能與Internet上的主機(jī)進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)，無論是何種類型、采用何種操作系統(tǒng)，均可看成是Internet的一部分。嚴(yán)格的說，用戶并不是將自己的計(jì)算機(jī)直接鏈接到Internet上，而是連接到其中的某個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，再由該網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)干線與其它網(wǎng)絡(luò)相連。網(wǎng)絡(luò)干線之間通過路由器互連，使得各個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)都能相互進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息傳輸。例如，用戶的計(jì)算機(jī)通過撥號上網(wǎng)，連接到本地的某個(gè)Internet服務(wù)提供商（ISP）的主機(jī)上。而ISP的主機(jī)由通過高速干線與本國及世界各國各地區(qū)的無數(shù)主機(jī)相連，這樣，用戶僅通過一階ISP的主機(jī)，便可遍訪Internet。由此也可以說，Internet是分布在全球的ISP通過高速通信干線連接而成的網(wǎng)絡(luò)。Internet的這樣結(jié)構(gòu)形式，使其具有如下的眾多特點(diǎn)：⑴靈活多樣的入網(wǎng)方式。這是由于TCP/IP成功的解決了不同的硬件平臺、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、操作系統(tǒng)之間的兼容性問題。⑵采用了分布網(wǎng)絡(luò)中最為流行的客戶機(jī)／服務(wù)器模式，大大提高了網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的靈活性。⑶將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)融為一體，體現(xiàn)了現(xiàn)代多種信息技術(shù)互相融合的發(fā)展趨勢。

⑷方便易行。任何地方僅需通過電話線、普通計(jì)算機(jī)即可接入Internet。

⑸向用戶提供極其豐富的信息資源，包括大量免費(fèi)使用的資源。⑹具有完善的服務(wù)功能和友好的用戶界面，操作簡便，無須用戶掌握更多的專業(yè)計(jì)算機(jī)知識。1.4.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展下面簡單介紹一下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展情況。最早著手建設(shè)專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)的是鐵道部。鐵道部在1980年即開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。1989年11月我國第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行。CNPAC分組交換網(wǎng)由3個(gè)分組結(jié)點(diǎn)交換機(jī)、8個(gè)集中器和一個(gè)雙機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)管理中心所組成。1993年9月建成新的中國公用分組交換網(wǎng)，并改稱為CHINAPAC，由國家主干網(wǎng)和各省、區(qū)、市的省內(nèi)網(wǎng)組成。在北京、上海設(shè)有國際出入口。在20世紀(jì)80年代后期，公安、銀行、軍隊(duì)以及其他一些部門也相繼建立了各自的專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。這對迅速傳遞重要的數(shù)據(jù)信息起著重要的作用。除了上述的廣域網(wǎng)外，從20世紀(jì)80年代起，國內(nèi)的許多單位都陸續(xù)安裝了大量的局域網(wǎng)。局域網(wǎng)的價(jià)格便宜，其所有權(quán)和使用權(quán)都屬于本單位，因此，便于開發(fā)、管理和維護(hù)。局域網(wǎng)的發(fā)展很快，對各行各業(yè)的管理現(xiàn)代化和辦公自動(dòng)化已起了積極的作用。這里應(yīng)當(dāng)特別提到的是1994年4月20日我國用64

kbit/s專線正式連入因特網(wǎng)。從此，我國被國際上正式承認(rèn)為接入因特網(wǎng)的國家。同年5月中國科學(xué)院高能物理研究所設(shè)立了我國的第一個(gè)萬維網(wǎng)服務(wù)器。在9月中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET)正式啟動(dòng)。到目前為止，我國陸續(xù)建造了基于因特網(wǎng)技術(shù)的并可以和因特網(wǎng)互連的9個(gè)全國范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1.中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET2.中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET3.中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET4.中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET5.中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET6.中國國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET7.中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET8.中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET（建設(shè)中）9.中國衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)CSNET（建設(shè)中）此外，還有一個(gè)中國高速互連研究試驗(yàn)網(wǎng)NSFnet，是中國科學(xué)院、北京大學(xué)、清華大學(xué)等單位在北京中關(guān)村地區(qū)建造的為研究因特網(wǎng)新技術(shù)的高速網(wǎng)絡(luò)。我國因特網(wǎng)的發(fā)展情況表1-1所示。表1-1我國因特網(wǎng)的發(fā)展情況統(tǒng)計(jì)時(shí)間上網(wǎng)計(jì)算機(jī)數(shù)上網(wǎng)用戶數(shù)cn下注冊的域名數(shù)WWW站點(diǎn)數(shù)國際線路總?cè)萘浚ㄈf）（萬）（Mbit/s）1997.129.9624066150025.4081999.174.721018

3965300143.2562000.135089048

69515

1533512001/p>

099265

40527992002.112543370127

319277

1007597.52003.120835910179

544371

60093802004.130897950340

040595

55027

2162005.141609400432

077668

90074

4291.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，要使其能協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享，它們之間必須具有共同約定。如何表達(dá)信息、交流什么、怎樣交流及何時(shí)交流，都必須遵循某種互相都能接受的規(guī)則和約定就是協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則和約定的制定就是網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。1.5.1網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的重要性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和推廣應(yīng)用具有極為重要的影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)中通信雙方在通信時(shí)需要遵循協(xié)議。協(xié)議主要由語義、語法和定時(shí)三部分組成，語義規(guī)定通信雙方準(zhǔn)備“講什么”，亦即確定協(xié)議元素的種類；語法規(guī)定通信雙方“如何講”，確定數(shù)據(jù)的信息格式、信號電平等；定時(shí)則包括速度匹配和排序等。各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)都有自己的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，例如，局域網(wǎng)有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；廣域網(wǎng)有x.25網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、DDN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、ATM網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、SDH網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；接入網(wǎng)有ADSL標(biāo)準(zhǔn)、V.90/92標(biāo)準(zhǔn)等。Internet也有自己的標(biāo)準(zhǔn)，Internet的所有標(biāo)準(zhǔn)都以RFC（RequestForComments）的形式在Internet上發(fā)布。組織和個(gè)人欲建立一個(gè)Internet標(biāo)準(zhǔn)，都可以寫成文檔（文本格式），并以RFC的形式發(fā)布到Internet上，供其他人評價(jià)、修改。RFC按接收時(shí)間的先后從小到大編號，一個(gè)RFC文檔更新后就使用新的編號，并在新文檔中載明原來老編號的文檔為舊文檔。RFC文檔也稱請求注釋文檔（RequestsforComments，RFC），這是用于發(fā)布因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和因特網(wǎng)其他正式出版物的一種網(wǎng)絡(luò)文件或工作報(bào)告。RFC文檔初創(chuàng)于1969，RFC出版物由RFC編輯（RFCEditor）直接負(fù)責(zé)，并接受IAB的一般性指導(dǎo)。制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過以下的四個(gè)階段:1.因特網(wǎng)草案（InternetDraft）——在這個(gè)階段還不是RFC文檔。2.建議標(biāo)準(zhǔn)（ProposedStandard）——從這個(gè)階段開始就成為RFC文檔。3.草案標(biāo)準(zhǔn)（DraftStandard）4.因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（InternetStandard）。1.5.2制定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的國際組織在制定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方面，起著重大作用的國際組織是：1.國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)ISO成立于1946年，是一個(gè)全球性的非政府組織，也是目前世界上最大、最有權(quán)威性的國際標(biāo)準(zhǔn)化專門機(jī)構(gòu)。ISO與600多個(gè)國際組織保持著協(xié)作關(guān)系，其主要活動(dòng)是制定國際標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)調(diào)世界范圍的標(biāo)準(zhǔn)化工作，組織各成員國和技術(shù)委員會進(jìn)行情報(bào)交流，以及與其他國際組織進(jìn)行合作，共同研究有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化問題。截止到2002年12月底，ISO已制定了13736個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)，例如，著名的具有七層協(xié)議結(jié)構(gòu)的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI)、ISO9000系列質(zhì)量管理和