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1、计算机网络通信技术的发展概况姓 名：吕东洋学 号：2013113042班 级：机电 131任课教师： 范梅花2016 年 6 月 12 日计算机网络通信技术的发展概况摘 要 本文主要介绍了计算机网络的发展概况，通过介绍计算机网络网络的分类和用途，通信结构的形成，通信协议的分层和功能，计算机网络体系结构，发展前景及网络通信的风险防范等几个方面介绍计算机网络通信技术的发展概况。关键词 计算机网络通信，通信协议，网络结构体系，发展前景，风险防范引言 随着计算科学及其应用的高速发展，在现实世界中，一方面，用户迫切需要实现不同计算机上软硬件和信息资源的共享， 另一方面， 有一大类问题本身具有地域上分布，
2、其处理需要分布计算技术的特点这些客观要求导致了计算机网络的发展和网络计算机系统的诞生。近十多年来，由于人类社会对信息快速交换和快速处理的需求，以及在计算机和通信两大技术飞速发展的驱动下，计算机网络得到空前的发展。 计算机网络通信技术是计算机技术与通信技术相结合的产物，是世界上发展最快的前沿技术之一。计算机网络的发展概况所谓计算机网络是使用通信设备和通信线路将一组地理上分布的相同或不同的计算机、终端及其附属设备按照某种方式互联起来得到的一个计算机硬件系统。在这种计算机硬件系统的基础上，通过开发能协调各台计算机系统工作的通信系统或更进一步的网络操作系统， 就能使一组计算机实现软硬件资源共享、协同计
3、算，合作求解一个问题。由这种通信系统或网络操作系统连同网络计算机一起，就形成了网络计算机系统。1.计算机网络的分类和用途按照数据传输范围和实现技术的不同，计算机网络存在局域计算机网络和广域计算机网络之分。局域计算机网络是一个数据通信系统，其传输范围在中等地理区域，使用中等或高速数据传输速率，使用专用数据通信线或总线进行通信，可联接大量独立设备，在物理通信通道上互相通信。广域计算机网络把不同城市、不同国家中的计算机或计算机网络通过分级互联技术联接起来，其传输范围可达到相当远的距离，目前最常见的是使用公用或专用电话线通信，主干网和一些局域网使用可进行数字通信的光纤光缆数据通信专用线。联接到网上的网
4、络用户，可以通过自己的计算机与远在天边的其他网络用户进行通信，通过网络软件查询网上的各种信息资源。有了计算机网络，加上近年来宽带通信介质和设备的开发，以及通信数据传输速率的不断提高，今后，利用互联网教学、收看实时新闻节目、网上订票和购物、网络电视会议、网络医院门诊，等等，就不再是科学幻想。网络上的每台计算机用一个结点表示 机器与机器之间的链路用线和路径表示，他们构成了网络计算机体系结构中一些基本算法研究中数学描述的对象表示基础。2.通信结构的形成支持计算机网络的重要技术是通信，即实现计算机之间信息传输的一种技术方式。网络通信的核心内容是通信协议。所谓通信协议是网络通信中一组约定的集合，由它确定
5、了经由通信网络传输的信息或存储在报文和数据中的信息的格式和控制方式。研究通信协议主要是为了在网络计算机系统中实现可靠的、高效的数据交换，差错控制，信息编码，线路利用同步，使通信数据具有透明性一般情况下，网络上连接着大量的计算机系统，任何时刻，每一台计算机系统上可能有多个用户在同时使用计算机与其他网上用户进行通信，而网络的通信线路通常设计成公用资， 这样，网络通信为了实现可靠的数据交换，因需要做许多具体的操作运算而变得十分复杂。由于从用户发送或接受可以识别的符号信息到实际在正确的通信线路上传递物理信息之间存在转换、线路利用、分组交换、差错纠正等一系列的操作，为了便于协议的有效实现和对不同的用户开
6、放，最大限度地实现线路的有效利用，有必要对网络计算机系统进行通信结构分层。网络计算机系统在系统上可分成一个一个的层次，从而可以得到一种分层结构或分层模型。每一层包含一组通信功能和相应的层间通信协议。协议不仅支持通信双方在不同的层间进行通信，而且提供了实现通信的具体思想和方法。3.通信协议的分层及功能按照国际标准化组织（ISO） 的建议，目前实际广泛使用的网络结构模型是开放系统互连模型（OSI ） 。这是一个七层协议，包括物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议、会话层协议、表示层协议、应用层协议。物理层协议实现物理上互连系统间位流信息的透明传输，即实现了一位 （组） 数据在两个通信实
7、体之间的可靠传送通信它描述了经通信介质在数据链路实体之间建立、维护和拆除物理连接。数据链路层协议主要是对高层屏蔽传输介质的特性，为网络通信实体之间提供建立、维护和释放数据链路连接的功能和手段，实现无差错的数据以帧为单位的可靠传送。网络层协议主要是为通信子网与高层结构之间提供界面连接，其主要任务是对通信子网实现路径选择 实现通信实体之间端- 端的透明的数据传送 对高层屏蔽了数据传送经过的路径，传输层协议也称主机主机层协议，它为会话层的通信实体之间提供透明的数据传送，其主要任务是接收会话实体送来的数据，根据需要把他们分成若干比较小的单元，保证所有数据单元经下面三层正确地到达另一个会话实体。会话层协
8、议也称进程进程层协议，它通过协议提供的一组命令为网上两个进程之间的通信建立会话连接和释放会话连接，并管理它们在该连接上的对话。表示层协议以对应用实体有意义的形式提供有关信息表示的服务。这些服务有文本压缩、代码转换、数据加密与解密 文件格式变换、信息格式变换终端属性的转换等。应用层协议是用户访问网络的接口层，直接为正在通信的端点用户的应用进程服务。4.计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构经历了一系列重大的技术革新，从大型主机和小型机系统的主机终端式网络结构，在发展了 LAN(局域网) 技术后，又演进成有分布式信息处理特点的客户机/ 服务器模式的结构。在 Internet 的应用发展以后， 企
9、业网的结构又演化成 Int ranet (企业内部网 )的形式，这是一种和 WAN(广域网) 相连接的企业网结构。(1)LAN 技术LAN 技术，自从八十年代中期 IEEE 推出 802. 3 和 802. 5 局域网技术标准以来，规范化了在此以前种类繁多的局域网技术。 IEEE 的 LAN 技术标准实际上只规定网络体系结构的最下面的两层，即物理层( 传输信息的物理介质和接口等细节 )和数据链路层(包括节点工作站访问传输介质的规则) 。 802. 3 是总线式 LAN，节点工作站采取争用的方式占用信道; 802. 5 是令牌环传递方式，由令牌决定访问网络的权力。前者通称为以太网( Ethern
10、et ) ， 后者称为令牌环( T o- Ken Ring ) 网。由于以太网的性/ 价比更高些，因此它的发展和应用更为普及。早期的以太网使用粗、细两种同轴电缆作为传输介质。用粗同轴电缆构成 LAN 传输距离长， 最长可达 10 公里，但是粗缆不易弯曲，施工铺设难度较大。八十年代后期，发展了集线器( Hub)技术，可以用不屏蔽的双绞线( U T P) 和集线器很容易地构造以太网，这种以太网标准称为 10BaseT。 对于 10Mb/ s 的传统以太网，使用第 3 类 U TP 作为传输介质，通信距离为 100 公尺。 一般情况下，相邻的多个办公室之间的通信距离，可以在100 公尺的范围内，所以
11、 10BaseT 以太网有很大的实用价值, 已大大超出了使用粗、细同轴电缆的以太网。而且第 3 类 U TP 也用于普通电话线的布线，可以使计算机的布线和电话布线相兼容。在目前大量建造的高层办公大楼和具有相隔一定距离的办公楼群的园区内，利用现代化的光缆和 U T P 电缆的布线系统技术构成计算机网络布线，不但施工方便，而且标准化程度高, 工作可靠, 使用方便，为计算机网络系统的集成提供了良好的基础条件。从八十年代中后期开始, 建立在计算机技术基础上迅速发展的多种网络设备为 LAN 段的互连提供了方便条件。随着企业内部各个部门计算机应用的日益增多，节点工作站的数目也日益增大。 LAN 上节点工作
12、站数目达到一定程度时，必须要把 LAN 分段。分段后的两段 LAN 需要用网桥( Br idge) 连通。 对于具有多个 LAN 段，并且其中有的 LAN 段使用不同通信协议的企业网，需要用路由器( Router) 互相连接多个 LAN 段。所以,在一个规模较大的企业网内，需要用集线器和路由器构成互连网络( Internetw ork) ，或者称它为网间网。然而, 在九十年代初期，这种互连 LAN 段的结构很快由 LAN 交换机和集线器的结构所取代。交换机( Sw itch) 由网桥的概念发展而来,但是它的功能远超出网桥。一台 LAN 交换机可以连接多个 LAN 段 ( 根据它提供的端口数目而
13、定)，它用硬件的方法实现交换作用，在数据链路层上工作，所以其速率远较路由器的工作快。由 LAN 交换机提供的 LAN 交换技术除了交换和连接各个 LAN 段外，又可以根据需要，用傍路某些节点工作站的方法,展宽某些 LAN 段的有效带宽，构成交换的以太网。 此外,也可以利用 LAN 交换技术构成虚拟的 LAN( VLAN) 。 VLAN 的实际功能是供网络管理人员根据实际工作的需要, 用放置在任意位置( 不一定是在相邻的办公室 )的工作站组成一个虚拟的 LAN。或者说，可以作成工作站物理位置的变动，而不影响它原来所属的 LAN 段。目前，在多种网络设备中，交换机是一种很重要的产品，它又可以根据其
14、内部结构，交换速率， 端口数目，分成多种技术规格和档次，其价格也有很大的差别。 在网间网中， LAN 交换机成为连接各个 LAN 段的主要设备后，多协议的路由器便成为企业网和外部 WAN(或者 Internet ) 相连接的重要网络设备, 通常的路由器也用于广域网的中间路由节点上引导数据包的流向。除了利用 LAN 交换技术，展宽 LAN 的有效带宽外，LAN 技术本身也在逐步提高。例如，传统的以太网( 包括 10BaseT )传输速率是 10MMb/ s。 这在八十年代中后期，对于一般规模的企业网使用尚符合要求。随着计算机装机数量的不断积累，应用程序也日趋复，这样的带宽显得不够使用了。 在九十
15、年代初，发展了 100BaseT，又称为快速以太网。它的通信速率是 10BaseT 的 10 倍,但费用价格只是后者的 2 3 倍。并且只需要用 100BaseT 网卡替换原来的 10BasetT 网卡 , 即可获得这个性能。所以从传统以太网升级到快速以太网很方便 ,不需要大量改动网络的基础设施(包括布线 )。受终端用户数量不断增长的情况所驱动，对中心 ( 干线) 网络段的带宽要求更高，最近，又发展了 1000BaseT ，通信速率可达 1000Mb/ s。预期在本世纪末和下个世纪初,1000BaseT 可以推广应用。这三种速率等级的以太网是互相配合、互相协调的关系。10BaseT 总是面向终
16、端用户，提供边缘的网络段； 1000BaseT 应当处在网络中心位置，承担网络干线的作用,或者用于连接通信量很大的企业服务器群；而 100BaseT 可以处于网间网中的中间位置，起交换通信流的作用。这样便构成不同速率层次的多级 LAN 结构。除了以太网外，作为 LAN 干线的 FDDI(光纤分布式数据接口)，它使用光纤作为传输介质， 通信速率达 100Mb/ s，距离可达 20 公里。 作为园区网，或者高层办公大楼内的LAN 干线， 已经沿用了十多年，其工作稳定可靠。 但是，以上三种以太网和 FDDI 都是对数据通信优化的,数据通信虽然有突发的特点，但是它对传输的延时性并不敏感。但是，在传送数字化的话音和视频等动态信息时，这类 LAN 的通信效果并不理想。原因是它们不具备区别对待数字和数据信息的优先级机制。为此，又开展了两种具备这种优先级机制的 LAN 技术。如 100VG- AnyLAN，和 AT M LAN。100V G- AnyLAN 的工作基于一种称为按需优先级的访问方法 ( DPAM)，在四
