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1 计算机网络的形成与发展
1.1计算机网络发展的4个阶段
1.1.1第一阶段——计算机网络的初步形成
第一阶段可以追溯到20世纪50年代(1940~1950) ,这个阶段的特点和标志性的成果。
- 数据通信技术逐渐成熟,为计算机网络奠定了技术基础
- 分组交换概念的提出为计算机网络得形成奠定了理论基础
- ARPANET的成功运行证明了分组交换理论的正确性。
- TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的互联网网络奠定了坚实的基础
ARPNET与Internet一样,是计算机网络形成过程中标志性网络,除此之外还有一个NSFNET
ARPANET的研究人员初期将网络协议分为传输控制协议(TCP)和互联网络协议(IP)。
TCP:实现两主机间分布式进程通信的功能
IP:实现分组通过通信子网的路由选择功能
1.1.2 第二阶段——互联网形成与发展
第二阶段可以追溯到20世纪90年代(1980~1990) ,这个阶段的特点和标志性的成果。
- E-mail、FTP、TELNET、DNS等应用展现出计算机网络广阔的应用背景。
- NSFNET允许商业应用加快了Internet形成速度。
- Web技术的出现促进了电子商务,电子政务等等应用的发展
- 全球信息高速化和用户大规模的加入使互联网加速发展
1.1.3 第三阶段——移动互联网的形成与发展
第三阶段可以追溯到20世纪90年代(1980~1990) ,这个阶段的特点和标志性的成果。
- 移动IP技术与无线通信技术
- 移动通信网与互联网业务的融合
- 可穿戴计算设备促进了移动网络应用的快速发展
- 移动互联网成为信息产业新的增长点
1.1.4 第四阶段——物联网的形成与发展
第四阶段开始于2010年前后 ,这个阶段的特点和标志性的成果。
- 物理世界与网络世界的融合促进了物联网的发展
- 感知技术 智能技术的发展为物联网的发展奠定了基础
计算机网络沿着 互联网——移动互联网——物联网的轨迹发展
1.2 分组交换技术的基本设计思路
在否决了电话交换网之后(缺点一:通信线路利用率低,缺点二:电话线路误码率高。这两点不适用于计算机之间的数据传输)研究人员提出了一种新的数据交换技术——分组交换
- 独立性,联网计算机独立完成数据的接受和转发
- 分组,将欲发送的数据封装成多个短的、有固定格式的分组
- 存储转发,若发送主机与接受主机之间没有直接道路,可通过中间节点(路由器)采用存储转发的方法来转发分组
- 选择算法,每个路由器可以根据链路状态和分组的目的地,通过选择算法寻找最优路线。
- 可组合,接受完所有的分组之后,将所有分组组合起来还原成原文。
分组交换技术最重要的三个概念:分组,路由器选择,存储转发。
1.3 ARPANET的设计思想
美国国防部为了满足“可生存网络”的要求,创造了APRANET,采用了分组交换的思想
设计者将ARPANET分为两个部分:通信子网和资源子网
通信子网转发节点使用一种叫做接口报文处理器(IMP)的小型计算机来实现,IMP之间速率为56kbps,每个IMP都与多个IMP关联,保证了整个通信子网的安全性和可靠性。
有可能出现数据的重复,丢失,乱序。
1.4 TCP/IP的研究与发展
1972年,ARPANET的研究人员希望将不同类型的网络互连起来,从而提出了一种叫做网关的设备来实现网络互联,这时的网关从功能上来说就是一种路由器。
1977年,ARPANET研究人员提出了 传输控制协议(Transport Control Protocol,TPC)与互联网网络协议(Internet Protocol,IP)
TCP实现源主机和目的主机操作系统之间分布式进程通讯的功能
IP协议主要用于标识节点地址与实现路由选择功能。