计算机网络就是利用通讯设备和线路把地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互连起来,以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。
一个典型的网络系统一般由资源子网和通信子网组成。资源子网负责信息处理,由计算机系统及其信息资源组成,通信子网则负责网络中的信息传递。
追溯计算机网络的发展过程,其演变可概括为:面向终端的计算机网络、计算机-计算机网络、开放式标准化网络三个阶段。
(1)面向终端的计算机网络
在计算机发展早期,由于计算机硬件价格昂贵,中央主机对运行环境的要求很高,不可能在每个用户的桌面上配置完整的计算机系统。为解决计算机应用问题,可由一台主计算机连接多个地理上处于分散位置的终端,用户在终端上操作,其数据通过物理线路传送到中央主机,由中央主机进行数据处理,最后把处理结果发送到用户终端。这种以计算机为中心的远程联机系统,可看作面向终端的计算机网络。
这种简单的“终端-通讯线路-主机”结构构成了计算机网络的雏形,其主要目的是解决主机与终端的通信问题。有的文献并不把这种结构的系统归结为计算机网络范畴。
(2)计算机-计算机网络
20世纪60年代,出现了由多台计算机互连的系统,开创了“计算机-计算机”连接的时代,并呈现出多处理中心的特点,初步解决了局部区域内的数据共享问题。与第一代网络的最大区别在于多处理中心和数据共享。计算机-计算机类型的网络,标记着真正的网络技术的萌芽。
(3)开放式标准化网络
在计算机-计算机互连网络出现初期,由于各网络研究机构各自为政,采用了不同的技术手段,缺乏统一的网络体系结构,导致每个小网络自成一个封闭的系统,不易实现网络间的互连,阻滞了网络的大面积扩张。基于以上原因,人们开始了对“开放”系统互连的研究。1984年,国际化标准组织(ISO)正式公布了一个国际标准ISO7498,即开放系统互连基本参考模型,简称为OSI参考模型,该模型由七层组成,所以也被称为OSI七层模型。
OSI七层模型从上向下的名称和基本作用如下:
应用(Application)层:为用户提供对OSI多层环境的访问界面,面向具体的应用。
表示(Presentation)层:为应用层数据的表示提供一组应用处理功能,提供语法转换和语义解释。
会话(Session)层:建立主机之间的会话,参与对数据传输的管理。
传输(Transport)层:提供两个主机之间的数据传输。在网络层的支持下,为表示层、应用层在源站与目标站之间提供可靠和透明的报文传输功能。包括主机到主机之间的差错控制和拥塞控制。
网络(Network)层:为两个主机之间的通信进行路由选择,寻求主机之间实现通讯的最近路由和中间节点,并实现相邻节点之间的数据包交换服务。
数据链路(Data Link)层:为两个相邻节点间提供数据帧(Frame)的可靠传输链路,并进行相应的控制,包括相邻节点之间的差错控制与流量控制。
物理(Physical)层:保证无结构二进制位流能够经过物理介质实现传输,提供各种介质的连接规范。
OSI标准的出现,为计算机网络技术的发展提供了准则,有利于实现世界范围内的网络互连,为计算机网络的发展和扩充提供了广阔的前景。
(4)下一代计算机网络
现行因特网的缺陷:IP地址的不足,在多媒体传输方面的局限性;
鉴于这一问题,完善现有的计算机网络体系势在必行,提出了以下一代互联网络为中心的新一代网络:IPv6技术。IPv6简化了IP报头,解决了 IP地址不足的问题,在多媒体处理方面也有很大的进步。