计算机网络的演变与发展
计算机网络的发展历程和未来发展趋势!
一：计算机网络的发展历程大致分为以下4个阶段1：网络雏形阶段（20世纪50年代中期至60年代中期）以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络，被称为第一代计算机网络。
在这个阶段，终端设备通过通信线路与中央计算机相连，用户通过终端向计算机发送指令和数据，计算机处理后将结果返回给终端。
2：网络初级阶段（20世纪60年代中期至70年代末）多个独立的主计算机通过线路互联构成计算机网络，但无网络操作系统，只是通信网，60年代后期，阿帕网（ARPAnet）出现，它是现代计算机网络诞生的标志。
阿帕网的主要目的是为了在战争情况下，确保计算机之间能够相互通信。
这一阶段的网络主要用于军事和科研等领域。
3：标准化网络阶段（20世纪70年代末至90年代中期）以太网产生，国际标准化组织（ISO）制定了网络互连标准 OSI，遵循国际标准化协议的计算机网络迅猛发展。
具有统一的网络体系结构的网络使得不同厂商的计算机和设备能够相互连接和通信，促进了网络技术的广泛应用和发展。
4：综合高速发展阶段（20世纪90年代中期至今）计算机网络向综合化、高速化发展，出现了多媒体智能化网络。
局域网技术发展成熟，网络的传输速率不断提高，同时网络的应用范围也越来越广泛，涵盖了商业、教育、娱乐等各个领域。
此外，随着移动互联网、云计算、大数据等技术的兴起，计算机网络的形态和功能也在不断演变和扩展。
二：计算机网络在综合高速发展阶段的未来发展趋势1：确定性技术从单域走向多域推动未来网络向端到端确定性演进，以满足对网络延迟、抖动等有严格要求的应用场景，如工业自动化、远程医疗等。
2：网络数字孪生技术加速发展通过对物理网络的数字化建模和仿真，实现网络的可视化、监测、预测和优化，从而提升网络的数字化智能化能力。
3：算力网络热点技术落地实践加速算网基础设施智能化融合升级，实现计算资源和网络资源的协同调度与高效利用，为各种计算密集型任务提供强大的算力支持。
1、计算机网络的产生与发展中国计算机网络的发展历程
中国计算机网络的发展历程
国家教育和科研网（CERNET） CERNET于1994年10月投入使用，是一个全国范围的教育科研 互联网。
中国计算机网络的发展历程
中国金桥网（ChinaGBN） 中国金桥网是在全国范围内进行Internet商业服务的二大互联 网络之一（另一个是ChinaNET）。
2.第二阶段：形成阶段（以通信子网为中 心的计算机网络，计算机－计算机网络）
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 通过通信线路互连起来为用户提供服务的网络。将分布在不同 地点的计算机通过通信线路互连成为计算机－计算机网络。
2.第二阶段：形成阶段（以通信子网为中 心的计算机网络，计算机－计算机网络）
1.第一阶段：诞生阶段（计算 机——-终端）
当时计算机的体积庞大，价格昂贵，设置在专用机房，相对而言， 通信线路和通信设备较为便宜，为了共享计算机强大的资源，将 多台具有通信功能而无外理能力的设备与计算机相连。该台计算 机称为主机，在专用的机房放置；与其相连的设备称为终端，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， 放置在各个需要使用计算机的工作环境中，典型应用是由一台计 算机和全美范围内2000个终端组成的飞机定票系统。
4. 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。
5.计算机网络的发展趋势
从计算机网络应用来看，网络应用系统将向பைடு நூலகம்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。其次，远程会议、远程教学、远程医疗、 远程购物等应用将逐步从实验室走出，不再只是幻想。网络多媒体技术的应用也将成 为网络发展的热点话题。 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。
网络发展历程
网络发展历程计算机网络主要是计算机技术和信息技术相结合的产物,它从20世纪50年代起步至今已经有50多年的发展历程,主要经历了四个发展阶段，分别是：第一阶段：以单计算机为中心的终端联机网络；第二阶段：以通信子网为中心的计算机网络；第三阶段：开放式标准化的计算机网络；第四阶段：高速智能化计算机网络。
一、以单计算机为中心的终端联机网络1、网络成因计算机网络主要是计算机技术和信息技术相结合的产物,它从20世纪50年代起步至今已经有50多年的发展历程,在20世纪50年代以前,因为计算机主机相当昂贵,而通信线路和通信设备相对便宜,为了共享计算机主机资源和进行信息的综合处理,形成了第一代的以单主机为中心的联机终端系统.2、网络结构由一台中央主机通过通信线路连接大量的地理上分散的终端，构成面向终端的计算机网络，如图所示。
终端分时访问中心计算机的资源，中心计算机将处理结果返回终端。
3、网络特点在第一代计算机网络中,因为所有的终端共享主机资源,因此终端到主机都单独占一条线路,所以使得线路利用率低,而且因为主机既要负责通信又要负责数据处理,因此主机的效率低,而且这种网络组织形式是集中控制形式,所以可靠性较低,如果主机出问题,所有终端都被迫停止工作.面对这样的情况,当时人们提出这样的改进方法,就是在远程终端聚集的地方设置1个终端集中器,把所有的终端聚集到终端集中器,而且终端到集中器之间是低速线路,而终端到主机是高速线路,这样使得主机只要负责数据处理而不要负责通信工作,大大提高了主机的利用率。
4、网络演变虽然以单计算机为中心的网络已被替代，但随着计算机单机性能的提升，类似以单计算机为中心的网络结构出现新的发展，出现了类似结构的局域网，如无盘工作站，云终端系统。
二、以通信子网为中心的计算机网络1、网络成因第一代的以单主机为中心的联机终端网络线路利用率低，对主机依赖性太强，可靠性低。
随着计算机网络技术的发展，到20世纪60年代中期,计算机网络不再局限于单主机中心的网络，许多单计算机网络相互连接形成了有多个单主机系统相连接的计算机网络。
计算机网络发展史
计算机网络发展史计算机网络是指通过通信设备将多台计算机连接在一起，使其能够互相交换信息和共享资源的技术。
它已经成为现代社会不可或缺的一部分，无论是通信、商务还是娱乐，计算机网络都发挥着重要的作用。
本文将为您介绍计算机网络的发展史，从早期的局域网到如今的互联网，带您了解计算机网络的演变过程。
1. ARPANET时代计算机网络的起源可以追溯到20世纪60年代，当时美国国防部ARPA（高级研究计划局）为了解决军方间的通信问题，创建了一个名为ARPANET的网络。
ARPANET采用分组交换的方式，将多个计算机连接在一起，实现了点对点的通信。
这一时期的计算机网络还比较简单，只能连接少数计算机，且主要用于军事和科研领域。
2. 随着互联网的诞生20世纪70年代，随着计算机技术的发展和普及，民用计算机开始出现。
为了适应新的需求，研究人员开始思考如何将不同的计算机网络连接起来，以实现信息的共享和传递。
这就催生了互联网的概念。
在1974年，互联网的概念首次被提出，当时的互联网只是由少数研究机构和大学之间相互连接而成的。
1983年，互联网采用TCP/IP协议成为国际标准，实现了更大规模的互联互通。
3. World Wide Web（WWW）的出现20世纪90年代初，一项重大的技术突破改变了互联网的使用方式，这就是World Wide Web的诞生。
WWW由英国科学家蒂姆·伯纳斯-李发明，通过建立超文本系统，使得用户能够通过简单的浏览器访问各种网页资源。
WWW的出现极大地促进了互联网的普及和使用，也为电子商务、在线教育等应用提供了条件。
4. 移动互联网的兴起随着移动通信技术的发展，移动互联网成为新的趋势。
2007年，苹果公司推出了第一款iPhone智能手机，开启了智能手机的时代。
智能手机的普及加速了移动互联网的发展，并催生了大量的移动应用程序和服务，如社交媒体、移动支付、在线购物等。
5. 物联网和5G时代物联网是指通过互联网连接各种物理设备，实现设备间的信息交换和互联互通。
计算机网络的演变和发展
1.1.2 计算机⽹络的演变和发展 追溯计算机⽹络的发展历史,它的演变可以概括为⾯向终端的计算机⽹络、计算机⼀计算机⽹络和开放式标准化⽹络三个阶段:1.⾯向终端的计算机⽹络 以单个计算机为中⼼的远程联机系统,构成⾯向终端的计算机⽹络。
所谓联机系统,就是由⼀台中央主计算机连接⼤量的地理上处于分散位置的终端。
早在50年代初,美国建⽴的半⾃动地⾯防空系统SAGE (Semi -Automatic Ground Environment)就将远距离的雷达和其它测量控制设备的信息,通过通信线路汇集到⼀台中⼼计算机进⾏集中处理,从⽽开创了把计算机技术和通信技术相结合的尝试。
这类简单的"终端⼀通信线路⼀计算机"系统,成了计算机⽹络的雏形。
严格地说,联机系统与以后发展成熟的计算机⽹络相⽐,存在着根本的区别。
这样的系统除了⼀台中⼼计算机外,其余的终端设备都没有⾃主处理的功能,,还不能算作计算机⽹络。
为了更明确地区别于后来发展的多个计算机互连的计算机⽹络,就专称这种系统为⾯向终端的计算机⽹络。
随着连接的终端数⽬的增多,为减轻承担数据处理的中⼼计算机的负载,在通信线路和中⼼计算机之间设置了⼀个前端处理机FEP (Front End Proce随时)或通信控制器CCU(Communication Control Unit ),专门负责与终端之间的通信控制,从⽽出现了数据处理和通信控制的分⼯,更好地发挥了中⼼计算机的数据处理能⼒。
另外,在终端较集中的地区,设置集中器和多路复⽤器,它⾸先通过低速线路将附近群集的终端连⾄集中器或复⽤器,然后通过⾼速通信线路、实施数字数据和模拟信号之间转换的调制解调器(Modem)与远程中⼼计算机的前端机相连,构成如图1.2所⽰的远程联机系统,从⽽提⾼了通信线路的利⽤率,节约了远程通信线路的投资。
2.计算机⼀计算机⽹络 60年代中期,出现了由若⼲个计算机互连的系统,开创了"计算机⼀计算机"通信的时代,并呈现出多处理中⼼的特点。
计算机网络的发展历程
计算机网络的发展历程计算机网络的发展经历了多个阶段，从简单的局域网到全球范围的互联网，它改变了我们的生活和工作方式。
本文将从计算机网络的发展历程、技术和应用方面进行探讨。
1. 早期计算机网络计算机网络的起源可以追溯到20世纪60年代，当时美国国防部的ARPA（高级研究计划局）开始研究分组交换网络。
这种网络使用分组交换的方式，将大型计算机分成几个小的数据包进行传输，通过网络互联，实现分布式计算。
早期的计算机网络主要用于军事目的和科研机构之间的数据交换。
2. 互联网的诞生20世纪70年代中期，随着计算机技术的不断进步和需求的增加，互联网的雏形开始出现。
互连网（Internet）是一种基于TCP/IP协议的全球计算机网络，它提供了一种统一的通信协议，使得不同类型的计算机能够互相通信。
3. TCP/IP协议的广泛应用互联网的发展离不开TCP/IP协议的应用。
TCP/IP协议是一组用于在互联网上进行通信的协议，其中TCP（传输控制协议）负责数据的可靠传输，而IP（网际协议）则负责确保数据包能够在网络中正确地传送。
TCP/IP协议的广泛应用使得互联网能够跨越地域和国界实现全球连接。
4. 互联网的商业化应用随着互联网技术的不断成熟和商业价值的被认识，互联网逐渐从军事和科研领域扩展到商业领域。
20世纪90年代，随着万维网（World Wide Web）的诞生和Web浏览器的普及，互联网的商业化应用开始迅速发展。
各种企业和机构利用互联网实现在线销售、信息传递和资源共享，从而改变了人们的生活和工作方式。
5. 移动互联网的兴起随着移动通信技术的快速发展，移动互联网成为计算机网络的一个重要发展方向。
移动互联网将互联网技术与移动设备相结合，使人们可以随时随地访问互联网资源。
这一发展使得移动支付、社交网络和移动应用等行业蓬勃发展，推动了互联网应用的多样化和普及化。
6. 未来发展趋势随着人工智能、物联网和区块链等新技术的不断涌现，未来计算机网络的发展将面临新的挑战和机遇。
第1章-计算机网络概论
表1-2 频段使用表
无线电波常用在短距离或称近距离无线通信中， 如：蓝牙（Bluetooth）和Wi-Fi通信中。
其中Wi-Fi使用的是2.4G UHF射频频段，频率范 围为2.4GHz～2.4835GHz，故带宽为83.5MHz， 属高频波段。
1.有线网 2.无线网
无线网是指采用无线电波、微波、激光、红 外等无线介质来传输数据的网络。如卫星网络中 数据的传输就是用微波进行的，而手机和微机上 的红外接口可以相对传输数据。
利用一定频率的无线电波传输数据也是无线 网的一种。如：Wifi网。
1.4 计算机网络的组成
从系统的角度来看，一个计算机网络由硬 件和软件两大部分组成。
2）网络协议软件
典型的网络协议有：TCP／IP、IPX／SPX、IEEE 802 标准系列协议和X.25协议等。
3）网络管理软件
提供性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全 管理等功能。管理的对象可以是路由器和交换机。
4）网络通信软件
网络通信软件控制应用程序与多个站点进行通信，并能 对通信数据进行加工和处理，使用户在不必了解通信控制规 程的情况下进行通信。
1.局域网LAN 2.城域网MAN 3．广域网WAN 4．国际互联网Internet
1.3.2 公用网和专用网 按应用和管理性质的不同，计算机网
络划分为公用网和专用网。 1.公用网 公用网也称通用网。 2．专用网 专用网也称行业网。
1.3.3 有线网和无线网
按网络所使用的通信传输介质，计算机网络 划分为有线网和无线网。
图1-9 交叉网线（反绞线）的制作
RJ45是布线系统中信息插座（即通信引出 端）连接器的一种，连接器由接头(水晶头 ）和插座组成，插头有8个凹槽和8个触点 。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“ 注册的插座”。
计算机网络的形成与发展
计算机网络的形成与发展计算机网络作为现代信息技术的核心，对于人类社会的进步和发展起到了重要的推动作用。
本文将从计算机网络的起源与发展历程、计算机网络的分类以及计算机网络的未来趋势三个方面对计算机网络的形成与发展进行探讨。
一、计算机网络的起源与发展历程计算机网络的起源可以追溯到20世纪50年代的美国，当时的计算机还十分庞大而昂贵，仅限于少数大型机构使用。
1969年，美国国防部的高级研究计划署（ARPA）启动了一个名为“阿帕网”（ARPANET）的项目，旨在建立一个分散的、冗余的、抗拒攻击的信息传输网络，这标志着计算机网络的起步阶段。
在20世纪70年代，因特网（Internet）的概念开始逐渐出现。
1973年，沃顿·瑟夫提出了分组交换网络的思想，为后来因特网技术的发展奠定了基础。
1983年1月1日，TCP/IP协议正式成为ARPANET的标准协议，使得整个ARPANET演变成了现代意义上的因特网。
二、计算机网络的分类根据规模和地域的不同，计算机网络可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。
局域网（Local Area Network，LAN）指的是在相对较小范围内的计算机网络，如家庭、办公室或企业内部的网络。
它们通常使用低成本的传输媒介，如以太网，用于局域网内部设备的互联和信息共享。
城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是介于LAN和WAN 之间的一种网络，覆盖了较大范围的地理区域，如一个城市。
城域网通常由多个局域网连接而成，用于满足城市范围内的通信需求。
广域网（Wide Area Network，WAN）覆盖更大范围的地理区域，如跨越城市、国家甚至多个国家的网络。
WAN常用于连接远距离的分支机构和远程用户，常见的例子包括互联网和全球范围的因特网。
三、计算机网络的未来趋势随着科技的不断进步，计算机网络也在不断发展和演变。
以下是计算机网络的一些未来趋势：1. 物联网的兴起：物联网将物理世界中的各类设备和传感器连接到互联网上，实现设备间的互联和信息交互。
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1.4.1 ISO和ITU-T
国际标准化组织(ISO)：
ISO－International Organization for Standardization
2018/11/9
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第一章 概 论
ISO和ITU-T----ITU-T
ITU国际电信联盟：是电信界最有影响的标准
19
第一章 概 论
分层结构的特点
“虚通信”
对等层协议
层间接口处
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层次模型----三个重要概念
第一章 概 论
协议： 分层协议： 对等层：
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层次模型的特点
第一章 概 论
互连的系统必须具有相同的层次结构；
只有相同层次的实体才能进行有意义的通信
第一章 概 论
1.1 计算机网络的演变与发展
1.1.1 计算机网络的演变与发展
1.1.2 计算机网络的概念
1
第一章 概 论
1.1.1 计算机网络的演变与发展
面向终端的计算机网络 计算机-计算机网络 开放式标准化网络
应用
美国半自动地面防空系统
美国飞机票系统SABRE-1
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第一章 概 论
第一代计算机网络的缺点
主机的负担加重；
通信线路的利用率较低。
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4
第一章 概 论
前端处理机和终端控制器
为了克服以上缺点，出现了前端处理
机和终端控制器(集中器) 。
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5
第一章 概 论
计算机-计算机网络
17
第一章 概 论
1.3 计算机网络的层次体系结构
1.3.1 层次模型 1.3.2 开放系统互连基本参考模型
1.3.3 层间服务
1.3.4 因特网参考模型
18
1.3.1 层次模型
分层原理：
第一章 概 论
分层结构的好处: 独立性强
功能简单 适应性强
易于实现和维护
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2018/11/9
7
第一章 概 论
第二代计算机网络的特点
多个计算机处理中心
各计算机相对独立
计算机之间数据交换(资源共享)
以通信子网为中心
网络结构尚未形成规范的模式
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第一章 概 论
开放式标准化网络
----计算机网络发展的第三阶段
OSI/RM----Open System Interconnection Basic Reference Model
开放的TCP／IP协议环境 TCP/IP协议的层次结构和作用 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较
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因特网参考模型
第一章 概 论
----开放的TCP／IP协议环境
TCP/IP----传输控制协议/互联网络协议 目前的绝大多数网络操作系统都支持TCP/IP
协议。
----计算机网络发展的第二阶段
多台主计算机通过通信线路互连起来,即所
谓计算机-计算机网络。 每台计算机都具有自主处理能力。
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计算机-计算机网络
----分组交换网
第一章 概 论
1964年提出了存储转发的概念。网络中传送 的信息被划分成分组,称为分组交换网。 1969年12月,ARPANET，标志着我们目前计算 机网络的兴起。
第一章 概 论
数据链路层：无差错地传输帧
网络层：传送分组
运输层：透明地传送报文
会话层：同步传递
表示层：信息的语法转换
应用层：信息的语义表示
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第一章 概 论
1.3.3 层间服务
服务和协议： 服务 协议
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层间服务----服务原语
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11
第一章 概 论
网络计算的新时代
未来通信和网络的目标：实现5W的个人通信。
Whoever
Whenever
Wherever
Whomever
Whatever
12
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第一章 概 论
1.1.2 计算机网络的概念
计算机网络是指将若干台地理位置不同，
1.2 计算机网络的功能和应用
1.2.1 网络的功能
1.2.2 网络的应用
15
第一章 概 论
网络的功能
资源共享 信息交换
提高可靠性
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16
第一章 概 论
网络的应用
工业 农业
商业 国防
交通运输
邮电通信 文化教育
科学研究
……
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，并且只能借助于其下层的服务来实现。
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第一章 概 论
1.3.2 开放系统互连基本参考模型
由ISO制定；
ISO－国际标准组织
是一个标准化开放式的网络互连参考模型； 所谓开放系统就是遵守国际互联标准协议的
实系统。
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OSI/RM各层功能概述
物理层：实现比特流的传送
OSI参考模型中，将服务原语划分为四类:
第一章 概 论
请求(Request)
指示(Indication) 响应(Response)
证实(Confirm)
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层间服务--数据的实际传送过程
第一章 概 论
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第一章 概 论
1.3.4 因特网参考模型
且具有独立功能的计算机，通过通信设备
和线路相互连接起来，按照网络协议进行
通信，以实现信息传输和资源共享的一种
计算机系统
13
计算机网络的组成
第一章 概 论
通信子网：网络中的数据通信部分,由网络
节点处理机和传输介质组成。
资源子网：负责数据处理，包括：计算机
、终端、通信控制设备。
14
第一章 概 论
传输控制协议/Internet协议
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因特网参考模型
第一章 概 论
----TCP/IP协议的层次结构
因特网层次参考模型
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第一章 概 论
1.4 网络通信标准化组织
1.4.1 ISO和ITU-T 1.4.2 因特网有关的标准化组织 1.4.3 其他组织
31
第一章 概 论
网络体系的形成与标准化
2018/11/9
9
第一章 概 论
网络计算的新时代
----计算机网络发展的第四阶段
以网络为中心的时代。
2018/11/9
10
第一章 概 论
网络计算的新时代
向高速网络发展
向多媒体网络发展
向开放性方向发展
向高效安全的网络管理方向发展
向智能化网络方向发展