计算机网络什么叫云技术

第1章计算机网络基础本章要点计算机网络概述.
计算机网络的定义.
计算机网络的功能.
计算机网络的组成.
计算机网络的分类.
计算机网络的应用.
计算机网络的发展前景.
学习目标掌握计算机网络的相关基础知识.
掌握计算机网络的相关应用.
掌握计算机网络的发展前景.
1.
1计算机网络概述1.
1.
1计算机网络的产生随着计算机越来越深入地走进人们的生活,有时候我们迫切需要在异地访问某一台计算机上的数据.
这时,计算机网络技术就派上用场了.
可以这样说,计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物.
计算机硬件技术的发展提升了计算机的运算速度,而通信技术的发展提升了数据交换的速度.
两者的结合推动了计算机网络的迅速发展.

近年来,计算机技术和通信技术都迅猛发展、互相渗透而又密切结合.
计算机在通信中的应用也促使数据通信和数字通信等得到了快速发展,并促进了通信由模拟向数字化并最终向综合服务的方向发展.
通信技术则为计算机之间信息的快速传递、资源共享和协调合作提供了强有力的手段.
计算机网络在当今社会和经济发展中起着非常重要的作用,世界上任何一个拥有计算机的人都能够通过计算机网络了解世界的变化,掌握先进的科学知识,获得个人需要的信息.
网络已经渗透到人们生活的各个角落,影响着人们的日常生活,计算机网络提供了人们几乎所有可能的需要.
因此在某种程度上讲,计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术的水平,而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一.

1.
1.
2计算机网络的发展计算机网络技术发展和应用速度是非常快的.
计算机网络从形成、发展到广泛应用大致经历了近60年时间.
纵观计算机网络的形成与发展历史,大体可以将它划分为4个阶段.

第一阶段: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通信网(20世纪50年代).

第二阶段:多个自主功能的主机通过通信线路互联,形成资源共享的计算机网络(20世纪60年代末).

第三阶段:形成具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络(20世纪70年代末).

第四阶段:向互联、高速、智能化方向发展的计算机网络(始于20世纪80年代末).

1.
面向终端的计算机通信网1946年世界上第一台电子计算机ENIAC在美国诞生时,计算机技术与通信技术并没有直接的联系.
20世纪50年代初,美国为了自身的安全,在美国本土北部和加拿大境内,建立了一个半自动地面防空系统SAGE(译成中文为赛其系统),进行了计算机技术与通信技术相结合的尝试.

人们把这种以单个计算机为中心的联机系统称作面向终端的远程联机系统.
该系统是计算机技术与通信技术相结合而形成的计算机网络的雏形,因此也称为面向终端的计算机通信网.
60年代初,美国航空订票系统SABRE-1就是这种计算机通信网络的典型应用,该系统由一台中心计算机和分布在全美范围内的2000多个终端组成,各终端通过电话线连接到中心计算机.

具有通信功能的单机系统的典型结构是计算机通过多重线路控制器与远程终端相连,如图1-1所示.

图1-1单机系统的典型结构示意上述单机系统有以下两个主要缺点.
(1)主机既要负责数据处理,又要管理与终端的通信,因此主机的负担很重.
(2)由于一个终端单独使用一根通信线路,造成通信线路利用率低.
此外,每增加一个终端,线路控制器的软硬件都需要做出很大的改动.

为减轻主机的负担,可在通信线路和计算机之间设置一个前端处理机(FEP),FEP专门负责与终端之间的通信控制,而让主机进行数据处理;为提高通信效率,减少通信费用,在远程终端比较密集的地方增加一个集中器,集中器的作用是把若干个终端经低速通信线路集中起来,连接到高速线路上.
然后经高速线路与前端处理机连接.
前端处理机和集中器当时一般由小型计算机担当,因此,这种结构也称为具有通信功能的多机系统,如图1-2所示.

图1-2具有通信功能的多机系统2.
多个自主功能的主机通过通信线路互联的计算机网络资源子网由网络中的所有主机、终端、终端控制器、外设(如网络打印机、磁盘阵列等)和各种软件资源组成,负责全网的数据处理和向网络用户(工作站或终端)提供网络资源和服务.

通信子网由各种通信设备和线路组成,承担资源子网的数据传输、转接和变换等通信处理工作.
二者的关系如图1-3所示.

图1-3计算机互联网络的逻辑结构网络用户对网络的访问可分为以下两类.
本地访问:对本地主机访问,不经过通信子网,只在资源子网内部进行.
网络访问:通过通信子网访问远地主机上的资源.
3.
标准化的计算机网络计算机网络发展的第三阶段是加速体系结构与协议国际标准化的研究与应用.
20世纪70年代末,国际标准化组织ISO(InternationalOrganizationforStandardization)的计算机与信息处理标准化技术委员会成立了一个专门机构,研究和制定网络通信标准,以实现网络体系结构的国际标准化.
1984年,ISO正式颁布了一个称为"开放系统互连基本参考模型"的国际标准ISO7498,简称OSIRM(OpenSystemInterconnectionBasicReferenceModel),即著名的OSI七层模型.
OSIRM及标准协议的制定和完善大大加速了计算机网络的发展,很多大的计算机厂商相继宣布支持OSI标准,并积极研究和开发符合OSI标准的产品.

遵循国际标准化协议的计算机网络具有统一的网络体系结构,厂商需按照共同认可的国际标准开发自己的网络产品,从而保证不同厂商的产品可以在同一个网络中进行通信,这就是"开放"的含义.

目前存在着两种占主导地位的网络体系结构:一种是国际标准化组织ISO提出的OSIRM(开放式系统互联参考模型);另一种是Internet所使用的事实上的工业标准TCP/IP参考模型.

4.
互联网络与高速网络从20世纪80年代末开始,计算机网络技术进入新的发展阶段,其特点是:互联、高速和智能化.
其主要表现在以下几个方面.

(1)发展了以Internet为代表的互联网.
(2)发展高速网络.
1993年,美国政府公布了"国家信息基础设施"行动计划(NationalInformationInfrastructure,NII),即信息高速公路计划.
这里的"信息高速公路"是指数字化大容量光纤通信网络,用以把政府机构、企业、大学、科研机构和家庭的计算机联网.
后来,美国政府又分别于1996年和1997年开始研究发展更加快速可靠的互联网2(Internet2)和下一代互联网(NextGenerationInternet).
可以说,网络互联和高速计算机网络正成为最新一代计算机网络的发展方向.

(3)研究智能网络.
随着网络规模的增大与网络服务功能的增多,各国正在开展智能网络IN(IntelligentNetwork)的研究,以提高通信网络开发业务的能力,并更加合理地进行各种网络业务的管理,真正以分布和开放的形式向用户提供服务.

智能网的概念是美国于1984年提出的,智能网的定义中并没有人们通常理解的"智能"含义,它仅仅是一种"业务网",目的是提高通信网络开发业务的能力.
它的出现引起了世界各国电信部门的关注,国际电联(ITU)在1988年开始将其列为研究课题.
1992年,ITU-T正式定义了智能网,制定了一个能快速、方便、灵活、经济、有效地生成和实现各种新业务的体系.
该体系的目标是应用于所有的通信网络,即不仅可应用于现有的电话网、N-ISDN网和分组网,同样适用于移动通信网和B-ISDN网.
随着时间的推移,智能网络的应用将向更高层次发展.

【例1-1】Internet的前身是_A.
ARPANetB.
MILNetC.
NSFNetD.
ANSNet本题主要考查Internet的形成及发展历史.
Internet即因特网,起源于美国,现在已经发展为世界上最大的国际性计算机互联网.
1969年,美国国防部高级研究计划局(ARPA)构建了最初的分组交换网ARPANet.
1983年ARPANet分解为两个部分:一部分仍称作ARPANet,用于进一步的研究工作;另一部分称为MILNet,用于军方的通信.
1986年,美国国家科学基金会构建了一个与ARPANet互联的三级计算机网络NSFNet,NSFNet后来取代了ARPANet,成为Internet的主干网.
1990年,NSFNet被由美国高级网络与服务公司(ANS)创建的主干网ANSNet所取代.
因此,Internet最早起源为ARPANet,答案为A.

1.
2计算机网络的定义早期,人们将分散的计算机、终端及其附属设备,利用通信介质连接起来,能够实现相互通信的系统称为网络.
1970年,在美国信息处理协会召开的春季计算机联合会议上,计算机网络被定义为"以能够共享资源(硬件、软件和数据等)的方式连接起来,并且各自具备独立功能的计算机系统之集合".
现在,对计算机网络比较通用的定义是:计算机网络是利用通信设备和通信线路,将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统互联起来,通过网络软件实现网络中资源共享和数据通信的系统,如图1-4所示.

图1-4计算机网络系统计算机网络的定义涉及以下四个要点.
(1)计算机网络中包含两台以上的地理位置不同、具有"自主"功能的计算机.
所谓"自主"的含义,是指这些计算机不依赖于网络也能独立工作.
通常,将具有"自主"功能的计算机称为主机(Host),在网络中也称为节点(Node).
网络中的节点不仅仅是计算机,还可以是其他通信设备,如Hub、路由器等.

(2)网络中各节点之间的连接需要有一条通道,即由传输介质实现物理互联.
这条物理通道可以是双绞线、同轴电缆或光纤等"有线"传输介质;也可以是激光、微波或卫星等"无线"传输介质.

(3)网络中各节点之间互相通信或交换信息,需要有某些约定和规则,这些约定和规则的集合就是协议,其功能是实现各节点的逻辑互联.
例如,Internet上使用的通信协议是TCP/IP协议簇.

(4)计算机网络是以实现数据通信和网络资源(包括硬件资源和软件资源)共享为目的.
要实现这一目的,网络中需配备功能完善的网络软件,包括网络通信协议(如TCP/IP、IPX/SPX)和网络操作系统(如Netware、WindowsServer2000、Linux).
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物,这主要体现在两个方面:一方面,通信技术为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段;另一方面,计算机技术的发展渗透到通信技术中,又提高了通信网络的各种性能.

知识链接:分布式系统定义是:存在着一个能为用户自动管理资源的网络操作系统,由它调用完成用户任务所需要的资源,而整个网络像一个大的计算机系统一样对用户是透明的.

分布式系统有以下5个特征:(1)系统中拥有多种通用的物理和逻辑资源,可以动态地给它们分配任务;(2)系统中分散的物理和逻辑资源通过计算机网络实现信息交换;(3)系统存在一个以全局方式管理系统资源的分布式操作系统;(4)系统中联网各计算机既合作又自治;(5)系统内部结构对用户是完全透明的.
计算机网络和分布式系统的共同点主要表现在:一般的分布式系统是建立在计算机网络之上的,因此分布式系统与计算机网络在物理结构上基本相同.

计算机网络与分布式系统的区别主要表现在:分布式操作系统与网络操作系统的设计思想是不同的,因此它们的结构、工作方式与功能也是不同的.

分布式系统与计算机网络的主要区别不在它们的物理结构上,而是在高层软件上.
分布式系统是一个建立在网络之上的软件系统,这种软件保证了系统高度的一致性与透明性.
分布式系统的用户不必关心网络环境中资源的分布情况,以及联网计算机的差异,用户的作业管理与文件管理过程是透明的.

计算机网络为分布式系统研究提供了技术基础,而分布式系统是计算机网络技术发展的高级阶段.

1.
3计算机网络的功能计算机网络能够迅速发展,与其提供的强大功能是息息相关的.
随着网络技术的进一步发展,人们除了可以利用计算机网络进行资源共享、数据通信和远程管理与控制外,还可以进行各种娱乐和商务活动.
计算机网络的功能主要表现在以下几个方面.

(1)资源共享.
资源共享是计算机网络提供的最重要的功能之一,包括硬件资源和软件资源共享.
计算机网络可以在整个网络内提供处理资源、存储器资源、输入输出资源等昂贵设备的共享,如巨型计算机、具有特殊功能的处理部件、高分辨的激光打印机、大型绘图仪以及大量的外部存储器等,从而帮助用户节约投资,也便于集中管理和均匀分担负荷.
另外,网络资源还允许互联网上的用户远程访问大型数据库,并提供网络文件传送服务、远程进程管理服务和远程文件访问服务,从而避免软件开发中的重复工作以及资源的重复存储,也便于集中管理.

(2)数据通信.
远程数据通信是计算机网络的基本功能.
计算机网络为人们提供了强有力的通信手段.
近几年,随着网络技术的发展,计算机网络提供的数据通信服务无论在速度还是质量上,都有了明显的提高.

(3)集中管理和远程控制.
利用计算机网络可以轻松地在一个地点对分布在不同地点的设备进行管理(集中管理),还可以对远地系统进行控制(远程控制).

(4)分布式信息处理.
假设企业分布在不同的城市,每个城市都需要计算机处理信息,那么可以通过计算机网络在不同计算机之间交换数据.

(5)提高计算机系统的可靠性.
有了计算机网络,计算机系统软件和硬件的可靠性都得到提高,例如,还可以利用多个服务器为用户提供服务,当某个服务器崩溃时,其他服务器可以继续提供服务;也可以将数据存储在网络中多个地方,当某个地方不能访问时,可以方便地从其他地方继续访问.

(6)娱乐和电子商务.
网络游戏和网上购物已经成为人们日常生活的重要组成部分,所产生的新的经济价值引起各界的关注.

1.
4计算机网络的组成通常把计算机网络中的计算机、通信设备等称为节点,而连接这些节点的通信线路称为链路.
计算机网络就是由节点以及连接节点的链路所组成的.

我们知道,通信是计算机网络最基本的功能,以通信为手段可以访问网络上的各种软件、硬件和信息资源.
所以可以把计算机网络划分成通信子网和资源子网两部分,如图1-5所示.
通信子网由通信处理机(CommunicationControlProcessor,CCP)、通信链路和其他通信设备组成,其功能是通过通信处理机将资源子网中的计算资源连接起来进行通信.
而资源子网可以是一个小规模的计算机网络(例如局域网),也可以是计算机系统、软件,或者打印机、磁盘等外设.

无论是通信子网还是资源子网,均包含一个非常重要的组成部分,即软件.
通常计算机网络所涉及的软件有以下一些.

网络协议软件:通过协议程序控制数据的可靠、正确传输,同时对网络的流量、拥塞等进行控制.
该软件的功能一般由网络接口卡和网络操作系统来共同实现.

网络操作系统:对网络环境下的系统资源进行调度、分配和有效管理,以实现资源共享.

网络管理和网络应用软件:网络管理软件对网络的运行进行监视和维护,根据监视数据合理配置网络设备,使网络系统能够安全、可靠、高效地运行;网络应用软件为用户提供各种服务,用户通过这些软件可以方便地访问和使用网络上的各种资源.

图1-5计算机网络组成1.
5计算机网络的分类计算机网络已经被广泛使用,目前出现了多种形式的计算机网络,根据不同的网络分布方式,同一种网络,我们会得到各种各样的说法,例如局域网、总线网,或Ethernet(以太网)等.
因此,研究网络的分类有助于我们更好地理解计算机网络.

1.
5.
1按网络覆盖的地理范围分类按照计算机网络覆盖的地理范围对其进行分类,可以很好地反映不同类型网络的技术特征.
由于网络覆盖范围的地理位置不同,所采用的传输技术也不相同,因而形成了不同的网络技术特点和网络服务功能.
按覆盖范围的大小,可以把计算机网络分为广域网、城域网和局域网.

1.
广域网广域网(WideAreaNetwork,WAN)的作用范围通常为几十至几千千米,现在采用了新技术和新设备,广域网的主干线路传输速率已可达2.
5Gbps.
广域网又被称为远程网,是可以在任何一个广阔的地理范围内进行数据、语音、图像信号传输的通信网.
在广域网上一般连接有数百至数万台各种类型的计算机和网络,并提供广泛的网络服务.

广域网是从20世纪60年代开始发展的,其典型代表是美国国防部的ARPANET网,即现在全世界普遍使用的Internet互联网.
中国公用计算机互联网(CHINANET)、国家公用信息通信网(又名金桥网,CHINAGBN)、中国教育科研计算机网(CERNET)均是广域网.

2.
城域网城域网(MetropolitanAreaNetwork,MAN)是介于局域网与广域网之间的一种高速的网络,城域网设计的目标是满足几十千米范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求,以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能.

3.
局域网局域网(LocalAreaNetwork,LAN)的覆盖范围较小,从几十至几千米,通信距离一般小于10千米.
局域网的特点是组建方便、使用灵活.

随着计算机技术、通信技术和电子集成技术的发展,现在的局域网可以覆盖几十千米的范围,传输速率可以达到10000Mbps,例如Ethernet网络.

局域网按照采用的技术、应用范围和协议标准的不同,可以分为共享局域网和交换局域网.
局域网发展迅速,应用日益广泛,是目前计算机网络中最活跃的分支.

1.
5.
2按网络的拓扑结构分类计算机网络的通信线路在其布线上有不同的结构形式.
在建立计算机网络时要根据准备联网计算机的物理位置、链路的流量和投入的资金等因素来考虑网络所采用的布线结构.
一般用拓扑方法来研究计算机网络的布线结构.
拓扑(Topology)是拓扑学中研究由点、线组成几何图形的一种方法,用此方法可以把计算机网络看作是由一组节点和链路组成,这些节点和链路所组成的几何图形就是网络的拓扑结构.
虽然用拓扑方法可以使复杂的问题简单化,但网络拓扑结构设计仍是十分复杂的问题.
下面介绍图1-6所示的几种网络拓扑结构形式.

1.
总线型结构(BUS)总线型拓扑结构网络采用一般分布式控制方式,各节点都挂在一条共享的总线上,采用广播方式进行通信(网上所有节点都可以接收同一信息),无须路由选择功能,如图1-6(a)所示.

总线型拓扑结构主要用于局域网络.
它的特点是安装简单,所需通信器材、线缆的成本低,扩展方便;由于采用竞争方式传送信息,故在重负荷下效率明显降低;另外总线的某一接头接触不良时,会影响到网络的通信,使整个网络瘫痪.
小型局域网或中大型局域网的主干网常采用总线型拓扑结构,但现在用总线型构建局域网已日渐减少.

2.
星形结构(Star)星形拓扑结构的网络采用集中控制方式,每个节点都有一条唯一的链路和中心节点相连接,节点之间的通信都要经过中心节点并由其进行控制,如图1-6(b)所示.
星形拓扑的特点是结构形式和控制方法比较简单,便于管理和服务;线路总长度较长,中心节点需要网络设备(集线器或交换机),成本较高;每个连接只接一个节点,所以连接点发生故障,只影响一个节点,不会影响整个网络;但对中心节点的要求较高,当中心节点出现故障时会造成全网瘫痪.
所以中心节点的可靠性和冗余度(可扩展端口)要求很高.
星形结构是小型局域网常采用的一种拓扑结构.

3.
树形结构(Tree)树形结构实际上是星形结构的发展和扩充,是一种倒树形的分级结构,具有根节点和各分支节点,如图1-6(c)所示.
现在一些局域网络利用集线器(Hub)或交换机(Switch)将网络配置成级联的树形拓扑结构.
树形网络的特点是结构比较灵活,易于进行网络的扩展;与星形拓扑相似,当根节点出现故障时,会影响到全局.
树形结构是中大型局域网常采用的一种拓扑结构.

4.
环形结构(Ring)环形拓扑为一封闭的环状,如图1-6(d)所示.
这种拓扑网络结构采用非集中控制方式,各节点之间无主从关系.
环中的信息单方向地绕环传送,途经环中的所有节点并回到始发节点.
仅当信息中所含的接收方地址与途经节点的地址相同时,该信息才被接收,否则不予理睬.
环形拓扑的网络上任一节点发出的信息,其他节点都可以收到,因此它采用的传输信道也叫广播式信道.
环形拓扑网络的优点在于结构比较简单、安装方便、传输率较高.
但单环结构的可靠性较差,当某一节点出现故障时,会引起通信中断.
环形结构是组建大型、高速局域网的主干网常采用的拓扑结构,如光纤主干环网.

5.
网状型结构(Mesh)网状型拓扑实际上是不规则形式,它主要用于广域网,如图1-6(e)所示.
网状型拓扑中两任意节点之间的通信线路不是唯一的,若某条通路出现故障或拥挤阻塞时,可绕道其他通路传输信息,因此它的可靠性较高,但其成本也较高.
此种结构常用于广域网的主干网中.
如我国的教育科研网(CERNET)、公用计算机互联网(CHINANET)、中国金桥信息网(CHINAGBN)等.

6.
全互联型结构全互联型结构如图1-6(f)所示.
这种拓扑的特点是每一个节点都有一条链路与其他节点相连,所以它的可靠性非常高,但成本太高,除了特殊场合,一般较少使用.

图1-6计算机网络的拓扑结构分类注意:在实际组网中,采用的拓扑结构不一定是单一固定的,通常是几种拓扑结构的混合使用.

【例1-2】广域网中广泛采用的拓扑结构是_A.
树形B.
网状型C.
星形D.
环形本题主要考查计算机网络拓扑的相关知识点.
计算机网络拓扑是应用拓扑学来研究计算机网络结构,通过抽象将计算机网络表示成点和线的几何关系,从而反映出网络中各实体间的结构关系.
网络拓扑结构是构建计算机网络的第一步,对整个网络的设计、性能、可靠性以及通信开销等方面都有着重要影响.
由于广域网通常是各种形状的网络的互联,形状不规则,所以它的拓扑结构也不是很符合规则的集合形状,其中网状型结构居多.
答案为B.

1.
5.
3按物理结构和传输技术分类网络所采用的传输技术决定了网络的主要技术特点,因此根据网络所采用的传输技术对网络进行划分是一种很重要的方法.

在通信技术中,通信信道的类型有两类:广播通信信道与点到点通信信道.
在广播通信信道中,多个节点共享一个通信信道和一个节点广播信息,其他节点必须接收信息.
而在点到点通信信道中,一条通信信道只能连接一对节点,如果两个节点之间没有直接连接线路,那么它们只能通过中间节点.
显然,网络要通过通信信道完成数据传输任务,因此网络所采用的传输技术也只可能有两种,即广播(Broadcast)方式和点到点(Point-to-Point)方式.
这样,相应的计算机网络也可以分为以下两类.

点到点式网络(Point-to-PointNetwork).
广播式网络(BroadcastNetwork).
1.
5.
4按传输介质分类传输介质就是指用于网络连接的通信线路.
目前常用的传输介质有同轴电缆、双绞线、光纤、卫星、微波等有线或无线传输介质,相应地可将网络分为同轴电缆网、双绞线网、光纤网、卫星网和无线网.

1.
5.
5按带宽速率分类带宽速率指的是"网络带宽"和"传输速率"两个概念.
传输速率是指每秒传送的二进制位数,通常使用的计量单位为bps、kbps、Mbps.
按网络带宽可以分为基带网(窄带网)和宽带网;按传输速率可以分为低速网、中速网和高速网.
一般来讲,高速网是宽带网,低速网是窄带网.

1.
5.
6按网络的交换方式分类按交换方式来分类,计算机网络可以分为电路交换网、报文交换网和分组交换网三种.
电路交换(CircuitSwitching)方式类似于传统的电话交换方式,用户在开始通信前,必须申请建立一条从发送端到接收端的物理信道,并且在双方通信期间始终占用该信道.
报文交换(MessageSwitching)方式的数据单元是要发送的一个完整报文,其长度并无限制.
报文交换采用存储转发原理,这有点像古代的邮政通信,邮件由途中的驿站逐个存储转发一样.
报文中含有目的地址,每个中间节点要为途经的报文选择适当的路径,使其能最终到达目的端.

分组交换(PacketSwitching)方式也称包交换方式,1969年首次在ARPANET上使用,现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父,并将分组交换网的出现作为计算机网络新时代的开始.
采用分组交换方式通信前,发送端先将数据划分为一个个等长的单位(即分组),这些分组每个都是由各中间节点采用存储转发方式进行传输,最终到达目的端.
由于分组长度有限,可以在中间节点机的内存中进行存储处理,其转发速度大大提高.

1.
6计算机网络的应用计算机网络在资源共享和信息交换方面所具有的功能,是其他系统所不能替代的.
计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点,使得它在工业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来越广泛的应用.
我国有关部门也已制订了"金桥"、"金关"和"金卡"三大工程,以及其他的一些"金"字号工程,这些工程都是以计算机网络为基础设施,为促使国民经济早日实现信息化的主干工程.
这也是计算机网络的具体应用.
计算机网络的应用范围实在太广泛,本节仅能涉及一些带有普遍意义和典型意义的应用领域.

1.
办公自动化OA(OfficeAutomation)办公自动化系统,按计算机系统结构来看是一个计算机网络,每个办公室相当于一个工作站.
它集计算机技术、数据库、局域网、远距离通信技术以及人工智能、声音、图像、文字处理技术等综合应用技术之大成,是一种全新的信息处理方式.
办公自动化系统的核心是通信,其所提供的通信手段主要为数据/声音的综合服务、可视会议服务和电子邮件服务.

2.
电子数据交换EDI(ElectronicDataInterchange)电子数据交换,是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式,通过计算机网络通信,实现各企业之间的数据交换,并完成以贸易为中心的业务全过程.
EDI在发达国家的应用已很广泛,我国的"金关"工程就是以EDI作为通信平台的.

3.
远程交换(Telecommuting)远程交换是一种在线服务(OnlineServing)系统,原指在工作人员与其办公室之间的计算机通信形式,按通俗的说法即为家庭办公.
一个公司内本部与子公司办公室之间也可通过远程交换系统,实现分布式办公系统.
远程交换的作用也不仅仅是工作场地的转移,它大大加强了企业的活力与快速反应能力.
近年来各大企业的本部,纷纷采用一种被称为"虚拟办公室"(VirtualOffice)的技术,创造出一种全新的商业环境与空间.
远程交换技术的发展,对世界的整个经济运作规则产生了巨大的影响.

4.
远程教育(DistanceEducation)远程教育是一种利用在线服务系统,开展学历或非学历教育的全新的教学模式.
远程教育几乎可以提供大学中所有的课程,学员们通过远程教育,同样可得到正规大学从学士到博士的所有学位.
这种教育方式,对于已从事工作而仍想完成高学位的人士特别有吸引力.
远程教育的基础设施是电子大学网络EUN(ElectronicUniversityNetwork).
EUN的主要作用是向学员提供课程软件及主机系统的使用,支持学员完成在线课程,并负责行政管理、协作合同等.
这里所指的软件除系统软件之外,还包括CAI课件,即计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction)软件.
CAI课件一般采用对话和引导式的方式指导学生学习,发现学生错误还具有回溯功能,从本质上解决了学生学习中的困难.

5.
电子银行电子银行也是一种在线服务系统,是一种由银行提供的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统.
电子银行的功能包括金融交易卡服务、自动存取款作业、销售点自动转账服务、电子汇款与清算等,其核心为金融交易卡服务.
金融交易卡的诞生,标志了人类交换方式从交换、货币交换到信息交换的又一次飞跃.
围绕金融交易卡服务,产生了自动存取款服务,自动取款机(CD)及自动存取款机(ATM)也应运而生.
自动取款机与自动存取款机大多采用联网方式工作,现已由原来的一行联网发展到多行联网,形成覆盖整个城市、地区,甚至全国的网络,全球性国际金融网络也正在建设之中.
电子汇款与清算系统可以提供客户转账、银行转账、外币兑换、托收、押汇信用证、行间证券交易、市场查证、借贷通知书、财务报表、资产负债表、资金调拨及清算处理等金融通信服务.
由于大型零售商店等消费场所采用了终端收款机(POS),从而使商场内部的资金即时清算成为现实.
销售点的电子资金转账是POS与银行计算机系统联网而成的.

当前电子银行服务又出现了智能卡(IC).
IC卡内装有微处理器、存储器及输入输出接口,实际上是一台不带电源的微型电子计算机.
由于采用IC卡,持卡人的安全性和方便性大大提高了.

6.
电子公告板系统BBS(BulletinBoardSystem)电子公告板是一种发布并交换信息的在线服务系统.
BBS可以使更多的用户通过电话线以简单的终端形式实现互联,从而得到廉价的丰富信息,并为其会员提供网上交谈、发布消息、讨论问题、传送文件、学习交流和游戏等的机会和空间.

7.
证券及期货交易证券及期货交易由于其获利巨大、风险巨大,且行情变化迅速,投资者对信息的依赖格外显得重要.
金融业通过在线服务计算机网络提供证券市场分析、预测、金融管理、投资计划等需要大量计算工作的服务,也提供在线股票经纪人服务和在线数据库服务(包括最新股价数据库、历史股价数据库、股指数据库以及有关新闻、文章、股评等).

8.
广播分组交换广播分组交换实际上是由一种无线广播与在线系统结合的特殊服务,该系统使用户在任何地点都可使用在线服务系统.
广播分组交换可提供电子邮件、新闻、文件等传送服务,无线广播与在线系统通过调制解调器,再通过电话局可以结合在一起.
移动式电话也属于广播系统.

9.
校园网(CampusNetwork)校园网是在大学校园区内用以完成大中型计算机资源及其他网内资源共享的通信网络.
一些发达国家已将校园网确定为信息高速公路的主要分支.
无论在国内还是国外,校园网的存在与否,是衡量该院校学术水平与管理水平的重要标志,也是提高学校教学、科研水平不可或缺的重要支撑环节.
共享资源是校园网最基本的应用,人们通过网络更有效地共享各种软硬件及信息资源,为众多的科研人员提供一种崭新的合作环境.
校园网可以提供异型机联网的公共计算环境、海量的用户文件存储空间、昂贵的打印输出设备、能方便获取的图文并茂的电子图书信息,以及为各级行政人员服务的行政信息管理系统和为一般用户服务的电子邮件系统.

10.
信息高速公路如同现代信息高速公路的结构一样,信息高路公路也分为主干、分支及树叶.
图像、声音、文字转化为数字信号在光纤主干线上传送,由交换技术再送到电话线或电缆分支线上,最终送到具体的用户"树叶".
主干部分由光纤及其附属设备组成,是信息高速公路的骨架.
我国政府也十分重视信息化事业,为了促进国家经济信息化,提出了"金桥"工程——国家公用经济信息网工程、"金关"工程——外贸专用网工程、"金卡"工程——电子货币工程.
这些工程是规模宏大的系统工程,其中的"金桥"工程是国民经济的基础设施,也是其他"金"字系列工程的基础.
"金桥"工程包含信息源、信息通道和信息处理三个组成部分,通过卫星网与地面光纤网开发,并利用国家及各部委、大中型企业的信息资源为经济建设服务.
"金卡"工程是在金桥网上运行的重要业务系统之一,主要包括电子银行及信用卡等内容.
"金卡"工程又称为无纸化贸易工程,其主要实现手段为EDI,它以网络通信和计算机管理系统为支撑,以标准化的电子数据交换替代了传统的纸面贸易文件和单证.
其他的一些"金"字系列工程,如"金税"工程、"金智"工程、"金盾"工程等亦在筹划与运作之中.
这些重大信息工程的全面实施,在国内外引起了强烈反响,开创了我国信息化建设事业的新纪元.

11.
企业网络集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统.
集散系统实质上是一种分散型自动化系统,又称作以微处理机为基础的分散综合自动化系统.
集散系统具有分散监控和集中综合管理两方面的特征,而更将"集"字放在首位,更注重于全系统信息的综合管理.
20世纪80年代以来,集散系统逐渐取代常规仪表,成为工业自动化的主流.
工业自动化不仅体现在工业现场,也体现在企业事务行政管理上.
集散系统的发展及工业自动化的需求,导致了一个更庞大、更完善的计算机集成制造系统CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)的诞生.
集散系统一般分为3级:过程级、监控级和管理信息级.
监测单元、过程控制单元、图文操作站及主机(上位机)集成在一起的系统,它采用了局域网技术,将多个过程监控、操作站和上位机互联在一起,使通信功能增强,信息传输速度加快,吞吐量加大,为信息的综合管理提供了基础.
因为CIMS具有提高生产率、缩短生产周期等一系列极具吸引力的优点,所以已经成为未来工厂自动化的方向.

12.
智能大厦和结构化综合布线系统智能大厦(IntelligentBuilding)是近十年来新兴的高技术建筑形式,它集计算机技术、通信技术、人类工程学、楼宇控制、楼宇设施管理为一体,使大楼具有高度的适应性(柔性),以适应各种不同环境与不同客户的需要.
智能大厦是以信息技术为主要支撑的,这也是其具有"智能"之名称的由来.
有人认为具有3A的大厦,可视为智能大厦.
所谓3A就是CA(通信自动化)、OA(办公自动化)和BA(楼宇自动化).
概括起来,可以认为智能大厦除有传统大厦功能之外,主要必须具备下列基本构成要素:高舒适的工程环境、高效率的管理信息系统和办公自动化系统、先进的计算机网络和远距离通信网络及楼宇自动化.

智能大厦及计算机网络的信息基础设施是结构化综合布线系统SCS(StructureCablingSystem).
在建设计算机网络系统时,布线系统是整个计算机网络系统设计中不可分割的一部分,它关系到日后网络的性能、投资效益、实际使用效果以及日常维护工作.
结构化布线系统是指在一个楼宇或楼群中的通信传输网络能连接所有的话音、数字设备,并将它们与交换系统相连,构成一个统一、开放的结构化布线系统.
在综合布线系统中,设备的增减、工位的变动,仅需通过跳线简单插拔即可,而不必变动布线本身,从而大大方便了管理、使用和维护.

1.
7计算机网络发展前景Internet应用已从局域网发展到网上证券交易、电子商务、E-mail、多媒体通信、各种信息服务等各项增值业务.
尤其是近年来,移动通信的火爆、移动Internet的兴起、WAP手机的出现进一步推动Internet的发展.
Internet正以其独特的优点带来更多的应用.

在中国,"三网"融合成为国家的战略方针.
"三网"融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造,能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务.
"三合"是一种广义的、社会化的说法,在现阶段它是指在信息传递中,把广播传输中的"点"对"面",通信传输中的"点"对"点",计算机中的存储时移融合在一起,更好为人类服务,并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一,而主要是指高层业务应用的融合.
"三网"融合后,民众可用电视遥控器打电话,在手机上看电视剧,随需选择网络和终端,只要拉一条线、或无线接入即完成通信、电视、上网等.
在未来,Internet必将会有更大的发展空间.
具体表现在以下几个方面.

1.
互联网的用户数量将进一步增加目前全球互联网用户总量已经达到17亿左右,相比之下,全球的总人口数则为67亿.
很显然,2020年以前会有更多的人投身到互联网中.
据国家科学基金会(NationalScienceFoundation)预测,2020年前全球互联网用户将增加到50亿.
这样,互联网规模的进一步扩大便将成为人们构建下一代互联网架构的主要考虑因素之一.

2.
互联网在全球的分布状况将日趋分散在未来,互联网发展最快的地区将会是发展中国家.
据互联网世界(InternetWorld)的统计数据:目前互联网普及率最低的是非洲地区,仅6.
8%;其次是亚洲(19.
4%)和中东地区(28.
3%);相比之下,北美地区的普及率则达到了74.
2%.
这表明未来互联网将在地球上的更多地区发展壮大,而且所支持的语种也将更为丰富.

3.
电子计算机将不再是互联网的中心设备未来的互联网将摆脱目前以电脑为中心的形象,越来越多的城市基础设施等设备将被连接到互联网上.
同时据国家科学基金会预计,未来会有数十亿个安装在楼宇建筑,桥梁等设施内部的传感器将会被连接到互联网上,人们将使用这些传感器来监控电力运行和安保状况等.
到2020年以前,预计被连接到互联网上的这些传感器的数量将远远超过用户的数量.

4.
互联网的数据传输量将增加到Exabyte,乃至Zettabytes级别由于高清视频/图片的日益流行,互联网上传输的数据量最近几年出现了飞速增长.
据思科公司估计,2014年至2019年的全球移动互联网流量将会增长10倍,每月达到24.
3EB(1EB=10亿GB),不少在线视频网站的流行程度还会进一步增加.
为此,研究人员已经开始考虑将互联网应用转为以多媒体内容传输为中心,而不再仅仅是一个简单的数据传输网络.

5.
无线化随着4G技术的推广,无线应用日渐丰富,无线终端设备也层出不穷,对于无线网络,尤其是基于802.
11技术标准的Wi-Fi无线网络,在802.
11n产品技术应用逐渐成为市场主流应用的当下,基于Wi-Fi技术的无线网络不但在带宽、覆盖范围等技术上均取得了极大提升,同时在应用上,基于Wi-Fi无线应用也已从当初"随时、随地、随心所欲地接入"服务转变成车载无线、无线语音、无线视频、无线校园、无线医疗、无线城市、无线定位等诸多丰富的无线应用.

6.
更多基于云技术的服务项目互联网专家们均认为未来的计算服务将等多地通过云计算的形式提供.
据最近TelecomTrendsInternational的研究报告表明,2015年前云计算服务带来的营收将达到455亿美元.
国家科学基金会也在鼓励科学家们研制出更多有利于实现云计算服务的互联网技术,他们同时还在鼓励科学家们开发出如何缩短云计算服务的延迟,并提高云计算服务的计算性能的技术.

7.
互联网将更为节能环保在互联网、大数据、云计算等科技不断发展的背景下,对能源用户、节能产品、以及企业价值链进行重新审视的思考方式,将成为节能商业思维的起点,即节能互联网思维.
目前的互联网技术在能量消耗方面并不理想,未来的互联网技术必须在能效性方面有所突破.

互联网将把节能低碳产业带入消费大时代,通过线上汇聚各类参与者的有效需求,匹配、促进各类需求在线下得到满足.
它的核心是携聚合优势集中释放,深度影响节能产业的各个环节,在提高运营效率的同时,最终实现经济效益与环境效益的协同发展.

8.
互联网的网络管理将更加自动化除了安全方面的漏洞之外,目前的互联网技术最大的不足便是缺乏一套内建的网络管理技术.
国家科学基金会希望科学家们能够开发出可以自动管理互联网的技术,比如自诊断协议,自动重启系统技术,更精细的网络数据采集,网络事件跟踪技术等等.

9.
互联网技术对网络信号质量的要求将降低随着越来越多无线网用户和偏远地区用户的加入,互联网的基础架构也将发生变化,将不再采取用户必须随时与网络保持连接状态的设定.
相反,许多研究者已经开始研究允许网络延迟较大或可以利用其它用户将数据传输到某位用户那里的互联网技术,这种技术对移动互联网的意义尤其重大.
部分研究者们甚至已经开始研究可用于在行星之间互传网络信号的技术,而高延迟互联网技术则正好可以发挥其威力.

10.
IPv6和网络融合使网络娱乐产业迅猛发展IPv6在未来几年的实现,使电视机网络娱乐成为可能.
IPv6使得IP资源极大丰富,每个电视机终端都将获得独立的IP地址进行管理,即使广电网具备了和互联网完全整合的技术基础,也使即便广电网不进行技术连接,也可以在网内运营基于IP技术的应用服务.
作为家庭中最重要甚至是唯一的娱乐终端,这一庞大的娱乐产业目前几乎完全空白.

然而Internet也有其固有的缺点,如网络无整体规划和设计,网络拓扑结构不清晰以及容错和可靠性能的缺乏,而这些对于商业领域的不少应用是至关重要的.
安全性问题是困扰Internet用户发展的另一主要因素.
虽然现在已有很多方案和协议来确保Internet网上的联机商业交易的可靠进行,但真正适用并将主宰市场的技术和产品目前尚不明确.
另外,Internet是一个无中心的网络.
所有这些问题都在一定程度上阻碍了Internet的发展,只有解决了这些问题,Internet才能更好地发展.

1.
8本章小结本章通过介绍计算机网络的定义和发展历程,使大家了解了网络的基本概况并掌握了网络的实质——资源共享.
在此基础上,详细阐述了网络的功能和组成,并对网络的未来发展趋势作了简单介绍,让大家更进一步地了解网络.