计算机网络基础第二章-计算机网络发展历史

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发布时间: 18-07-3102:01

引言

通过前面第一章的学习,我们掌握了网线以及水晶头的制作方法,学习计算机网络知识和其他的知识不一样,因为网络的实现方式是通过电信号或光信号,这种介质看不见摸不着,所以我才从最简单网线开始讲起,让大家对网络有个基本的认识。无论学任何一门学科都绕不开的门槛是该学科的发展历史。学习计算机网络也是一样,必须了解计算机网络的发展历史。

世界上第一台电子数字计算机ENIAC

文章目录

1. 计算机网络发展过程

a. 计算机网络发展的四个阶段

b. 因特网发展回顾

c. 因特网在我国的发展

1. 计算机网络发展过程

a. 计算机网络发展的四个阶段

计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。随着计算机技术和通信技术的不断发展,计算机网络也经历了从简单到复杂,从单机到多机的发展过程,其发展过程大致可以细分为以下4个阶段。

第一个阶段:面向终端的计算机网络

20世纪50~60年代,计算机网络进入到面向终端的阶段,以主机为中心,通过计算机实现与远程终端的数据通信。

面向终端

这一阶段的主要特点是:数据集中式处理,数据处理和通信处理都是通过主机完成,这样数据的传输速率就受到了限制;而且系统的可靠性和性能完全取决于主机的可靠性和性能,但这样却能便于维护和管理,数据的一致性也较好;然而主机的通信开销较大,通信线路利用率低,对主机依赖性大。

第二阶段:多台计算机互连的计算机网络

计算机网络发展的第二个阶段是以通信子网为中心的网络阶段(又称为“计算机-计算机网络阶段”),它是在20世纪60年代中期发展起来的,由若干台计算机相互连接成一个系统,即利用通信线路将多台计算机连接起来,实现了计算机与计算机之间的通信。

这一阶段主要有两个标志性成果:

提出分组交换技术形成TCP/IP协议雏形

分组交换理论与技术主要创始人

1961和1965年加州大学洛杉矶分校(UCLA)雷纳德·克兰罗克博士(L.Kleinrock)提出了涉及分组交换的理论

1964 年美国兰德公司科学家保罗·巴兰(P. Baran)提出了存储转发概念

1966 年英国学者唐纳德·戴维斯(D. Davies)提出了分组的概念。

分组交换网络的基本要求:

网络侧重于计算机之间的数据传送,而不是为了打电话(语言)。网络能够连接不同类型的计算机,不局限于单一类型的计算机。计算机在进行通信时,必须有冗余的路由。网络的结构应当尽可能地简单,同时还能够非常可靠地传送数据。

面向终端计算机系统与分组交换网的区别:

区别

早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网,各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。

分组交换网则是以网络为中心,主机都处在网络的外围。用户通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。

在这阶段最引人注目的是ARPAnet的建立,高等研究计划署网络(英语:Advanced Research Projects Agency Network,缩写ARPAnet)是美国国防高等研究计划署开发的世界上第一个运营的数据包交换网络,是全球互联网的鼻祖。

以现在的水平论,这个最早的网络显得非常原始,传输速度也慢的让人难以接受。但是,阿帕网的四个节点及其链接,已经具备网络的基本形态和功能。所以阿帕网的诞生通常被认为是网络传播的“创世纪”。

不过,阿帕网问世之际,大部分电脑还互不兼容。于是,如何使硬件和软件都不同的电脑实现真正的互联,就是人们力图解决的难题。这个过程中,温顿·瑟夫为此做出首屈一指的贡献,从而被称为“互联网之父”。

TCP/IP协议的建立原因:

由于ARPAnet规模增大,人们需要一种统一的体系结构,1973年12月25日,Vinton Cerf 和 Robert Kahn完成了TCP描述。1978年分离出IP和TCP,后又增加UDP。

TCP/IP协议的创始人:

温顿·瑟夫(Vinton G. Cerf)博士1943年出生于康涅狄格州,斯坦福大学数学学士学位、加州大学洛杉矶分校的计算机科学硕士和博士学位。谷歌全球副总裁。

罗伯特卡恩(Robert Elliot Kahn), 美国国家工程协会(National Academy of Engineering)成员,美国IEEE fellow,美国人工智能协会(American Association for Artificial Intelligence)fellow,美国计算机协会(ACM) fellow,前美国总统科技顾问。他于1986年创立美国全国研究创新联合(CNRICorporationforNationalResearchInitiatives)并任主席,同时也执行IETF的秘书处职能。

2004年,卡恩和瑟夫博士因为他们在互联网协议方面所取得的杰出成就获得了美国计算机学会(ACM)颁发的图灵奖(A.M. Turing Award)。2005年11月,乔治·布什总统向卡恩和瑟夫博士颁发了总统自由勋章,这是美国政府授予其公民的最高民事荣誉。

这阶段虽然有两大标志性成果,并建立了计算机与计算机的互连与通信,实现了计算机资源的共享。但缺点是没有形成统一的互连标准,使网络在规模与应用等方面受到了限制。最引人注目的是诞生了ARPANet。

第三阶段:面向标准化的计算机网络

20世纪70年代末至20世纪80年代初,微型计算机得到了广泛的应用,各机关和企事业单位为了适应办公自动化的需要,迫切要求将自己拥有的为数众多的微型计算机、工作站、小型计算机等连接起来,以达到资源共享和相互传递信息的目的,而且迫切要求降低联网费用,提高数据传输效率。但是,这一时期计算机之间的组网是有条件的,在同网络中只能存在同一厂家生产的计算机,其他厂家生产的计算机无法接人。在此期间,各大公司都推出了自己的网络体系结构。

提出网络系统结构标准化具有重大的意义:

开放系统异种独立工作的计算机系统入网互联网络资源/用户资源共享层次结构和通信协议接口标准化这一阶段的标志性成果有:制定网络体系结构:OSI-RM模型形成TCP/IP系统结构形成以太网、公用数据网等标准,如X.25标准等X系列建议提出Web技术与开发浏览器

这时期计算机制造厂商网络体系结构执行标准有:

IBM 公司 (1974 ) SNA (系统网络体系结构)DEC公司 DNA (数字网络系统结构)Univac公司 DCA (数据通信体系结构)Burroughs公司 BNA (宝来网络体系结构)

其中包括国际标准化组织的 ISO与OSI-RM模型

1984年公布了 ISO7498,即ISO/OSI-RM国际标准,该模型按层次结构划分为七个子层,已被国际社会普遍接受,是目前计算机网络系统结构的基础。

但是在ARPANET的基础上,形成了以TCP/IP为核心的因特网。任何一台计算机只要遵循TCP/IP协议族标准,并有一个合法的IP地址,就可以接入到Internet。TCP和IP是Internet所采用的协议族中最核心的两个, 分别称为传输控制协议(Transmission Control Protocol, TCP)和互连网协议(Internet Protocol, IP)。

第四阶段:面向全球互连的计算机网络

20世纪90年代以后,随着数字通信的出现,计算机网络进入到第4个发展阶段,其主要特征是综合化、高速化、智能化和全球化。1993年美国政府发布了名为“国家信息基础设施行动计划” 的文件,其核心是构建国家信息高速公路。

这一时期在计算机通信与网络技术方面以 高速率、高服务质量、高可靠性等为指标, 出现了高速以太网、VPN、无线网络、P2P网络、NGN等技术,计算机网络的发展与应用渗入了人们生活的各个方面,进入一个多层次的发展阶段。

各个国家都建立了自己的高速因特网,这些因特网的互连构成了全球互连的因特网,并且渗透到社会的各个层次。那么下一个计算机网络的发展阶段是什么时间开始呢?是以移动互联网或物联网为标志?这有待我们去探索研究与发现。

b.因特网发展回顾

第一阶段回顾:因特网的起源

因特网起源于阿帕网ARPAnet,最初的“阿帕网”,由西海岸的4个节点构成。第一个节点选在加州大学洛杉矶分校(UCLA),因为罗伯茨过去的麻省理工学院同事L.克莱因罗克教授,正在该校主持网络研究。第二个节点选在斯坦福研究院(SRI),那里有道格拉斯·恩格巴特(D.Engelbart)等一批网络的先驱人物。此外,加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)和犹他大学(UTAH)分别被选为三、四节点。加州大学洛杉矶分校的第一节点与斯坦福研究院的第二节点的连通,实现了分组交换网络的远程通讯,才是互联网正式诞生的标志,当时准确的时间是1969年10月29日22点30分。

ARPANet
互联网诞生标志

第二阶段回顾:

1986 年,美国NSF 建立了国家科学基金网 NSFNET, 因特网逐步形成三级层次架构:

主干网地区网校园网

美国国家科学基金网架构

Web技术和浏览器的开发

蒂姆·伯纳斯·李(Tim Berners-Lee)爵士(1955年出生于英国)是万维网的发明者,互联网之父,英王功绩勋章(OM)获得者,不列颠帝国勋章(OBE)获得者,英国皇家学会会员,英国皇家工程师学会会员,美国国家科学院院士。

1989年3月他提出万维网的设想;1990年12月25日,他在日内瓦的欧洲粒子物理实验室里开发出了世界上第一个网页浏览器;他最杰出的成就,是免费把万维网的构想推广到全世界,让万维网科技获得迅速的发展,深深改变了人类的生活面貌。

第三阶段回顾:

从1993年开始,由美国政府资助的 NSFNET逐渐被若干个商用的 ISP 网络所代替。

1994 年开始创建了 4 个网络接入点 NAP (NetworkAccess Point),分别由 4 个电信公司经营。

从 1994 年到现在,因特网逐渐演变成多级结构、覆盖全球的大规模网络

b. 因特网在我国的发展

第一阶段:从1986年--1994年

第二阶段:从1995年--2007年

1995年教育科研网CERNET建成;

l995年5月邮电部开通了中国公用Internet网,即ChinaNET;

l996年9月电子部的ChinaGBN开通;

1997年6月3日组建了中国互联网管理和服务机构:中国互联网络信息中心(ChinaInternet Network InformationCenter,简称CNNIC)

1997年公布了第一次中国互联网发展状况统计报告,当时以CN注册的域名数为4066个;

2001年5月25日中国互联网协会成立;

2006年1月1日中华人民共和国中央人民政府门户网站(www.gov.cn)正式开通。

第三阶段:从2008年-- 以规模发展为标志

该阶段以规模等多项指标位居国际前列为标志。到2008年6 月底,中国互联网网民数量达到了2.53亿,首次大幅度超过美国,跃居世界第一位。

截至2017年12月,我国网民规模达7.72亿,普及率达到55.8%,超过全球平均水平(51.7%)4.1个百分点,超过亚洲平均水平(46.7%)9.1个百分点。我国网民规模继续保持平稳增长,互联网模式不断创新、线上线下服务融合加速以及公共服务线上化步伐加快,成为网民规模增长推动力。

截至2017年12月,我国手机网民规模达7.53亿,较2016年底增加5734万人。网民中使用手机上网人群呢的占比由2016年的95.1%提升至97.5%,网民手机上网比例继续攀升。

截至2017年12月,我国网民使用手机上网的比例达97.5%,较2016年底提升了2.4个百分点,使用率再创新高;使用台式电脑、笔记本电脑上网的比例分别为53.0%、35.8%,较2016年底均有所下降,其中使用台式电脑的比例变化尤为明显,下降7.1个百分点;网民使用电视上网的比例达28.2%,较2016年底提升了3.2个百分点。

截至2017年12月,我国网民在家里通过电脑接入互联网的比例为85.6%,与2016年底相比降低了2.1个百分点;在网吧、单位、学校、公共场所通过电脑接入互联网的比例均有小幅上升。

2017年,我国网民的人均周上网时长为27.0小时,相比2016年提高0.6个小时。

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