第1章  計算機網(wǎng)絡基礎

本章要點
* 計算機網(wǎng)絡概述。
* 計算機網(wǎng)絡的定義。
* 計算機網(wǎng)絡的功能。
* 計算機網(wǎng)絡的組成。
* 計算機網(wǎng)絡的分類。
* 計算機網(wǎng)絡的應用。
* 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展前景。
學習目標
* 掌握計算機網(wǎng)絡的相關基礎知識。
* 掌握計算機網(wǎng)絡的相關應用。
* 掌握計算機網(wǎng)絡的發(fā)展前景。
1.1  計算機網(wǎng)絡概述
1.1.1  計算機網(wǎng)絡的產生
　　隨著計算機越來越深入地走進人們的生活，有時候我們迫切需要在異地訪問某一臺計算機上的數(shù)據(jù)。這時，計算機網(wǎng)絡技術就派上用場了�？梢赃@樣說，計算機網(wǎng)絡是計算機技術和通信技術結合的產物。計算機硬件技術的發(fā)展提升了計算機的運算速度，而通信技術的發(fā)展提升了數(shù)據(jù)交換的速度。兩者的結合推動了計算機網(wǎng)絡的迅速發(fā)展。
　　近年來，計算機技術和通信技術都迅猛發(fā)展、互相滲透而又密切結合。計算機在通信中的應用也促使數(shù)據(jù)通信和數(shù)字通信等得到了快速發(fā)展，并促進了通信由模擬向數(shù)字化并最終向綜合服務的方向發(fā)展。通信技術則為計算機之間信息的快速傳遞、資源共享和協(xié)調合作提供了強有力的手段。計算機網(wǎng)絡在當今社會和經(jīng)濟發(fā)展中起著非常重要的作用，世界上任何一個擁有計算機的人都能夠通過計算機網(wǎng)絡了解世界的變化，掌握先進的科學知識，獲得個人需要的信息。網(wǎng)絡已經(jīng)滲透到人們生活的各個角落，影響著人們的日常生活，計算機網(wǎng)絡提供了人們幾乎所有可能的需要。因此在某種程度上講，計算機網(wǎng)絡的發(fā)展水平不僅反映了一個國家的計算機科學和通信技術的水平，而且已經(jīng)成為衡量其國力及現(xiàn)代化程度的重要標志之一。
1.1.2  計算機網(wǎng)絡的發(fā)展
　　計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展和應用速度是非�？斓�。計算機網(wǎng)絡從形成、發(fā)展到廣泛應用大致經(jīng)歷了近60年時間�？v觀計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展歷史，大體可以將它劃分為4個階段。
　　第一階段：以單個計算機為中心的遠程聯(lián)機系統(tǒng)，構成面向終端的計算機通信網(wǎng)(20世紀50年代)。
　　第二階段：多個自主功能的主機通過通信線路互聯(lián)，形成資源共享的計算機網(wǎng)絡(20世紀60年代末)。
　　第三階段：形成具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡體系結構、遵循國際標準化協(xié)議的計算機網(wǎng)絡(20世紀70年代末)。
　　第四階段：向互聯(lián)、高速、智能化方向發(fā)展的計算機網(wǎng)絡(始于20世紀80年代末)。
1. 面向終端的計算機通信網(wǎng)
　　1946年世界上第一臺電子計算機ENIAC在美國誕生時，計算機技術與通信技術并沒有直接的聯(lián)系。20世紀50年代初，美國為了自身的安全，在美國本土北部和加拿大境內，建立了一個半自動地面防空系統(tǒng)SAGE(譯成中文為賽其系統(tǒng))，進行了計算機技術與通信技術相結合的嘗試。
　　人們把這種以單個計算機為中心的聯(lián)機系統(tǒng)稱作面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng)。該系統(tǒng)是計算機技術與通信技術相結合而形成的計算機網(wǎng)絡的雛形，因此也稱為面向終端的計算機通信網(wǎng)。60年代初，美國航空訂票系統(tǒng)SABRE-1就是這種計算機通信網(wǎng)絡的典型應用，該系統(tǒng)由一臺中心計算機和分布在全美范圍內的2000多個終端組成，各終端通過電話線連接到中心計算機。
　　具有通信功能的單機系統(tǒng)的典型結構是計算機通過多重線路控制器與遠程終端相連，如圖1-1所示。

圖1-1  單機系統(tǒng)的典型結構示意
　　上述單機系統(tǒng)有以下兩個主要缺點。
　　(1) 主機既要負責數(shù)據(jù)處理，又要管理與終端的通信，因此主機的負擔很重。
　　(2) 由于一個終端單獨使用一根通信線路，造成通信線路利用率低。此外，每增加一個終端，線路控制器的軟硬件都需要做出很大的改動。
　　為減輕主機的負擔，可在通信線路和計算機之間設置一個前端處理機(FEP)，F(xiàn)EP專門負責與終端之間的通信控制，而讓主機進行數(shù)據(jù)處理；為提高通信效率，減少通信費用，在遠程終端比較密集的地方增加一個集中器，集中器的作用是把若干個終端經(jīng)低速通信線路集中起來，連接到高速線路上。然后經(jīng)高速線路與前端處理機連接。前端處理機和集中器當時一般由小型計算機擔當，因此，這種結構也稱為具有通信功能的多機系統(tǒng)，如圖1-2所示。

圖1-2  具有通信功能的多機系統(tǒng)
2. 多個自主功能的主機通過通信線路互聯(lián)的計算機網(wǎng)絡?
　　資源子網(wǎng)由網(wǎng)絡中的所有主機、終端、終端控制器、外設(如網(wǎng)絡打印機、磁盤陣列等)和各種軟件資源組成，負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理和向網(wǎng)絡用戶(工作站或終端)提供網(wǎng)絡資源和服務。
　　通信子網(wǎng)由各種通信設備和線路組成，承擔資源子網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉接和變換等通信處理工作。二者的關系如圖1-3所示。

圖1-3  計算機互聯(lián)網(wǎng)絡的邏輯結構
　　網(wǎng)絡用戶對網(wǎng)絡的訪問可分為以下兩類。
* 本地訪問：對本地主機訪問，不經(jīng)過通信子網(wǎng)，只在資源子網(wǎng)內部進行。
* 網(wǎng)絡訪問：通過通信子網(wǎng)訪問遠地主機上的資源。
3. 標準化的計算機網(wǎng)絡
　　計算機網(wǎng)絡發(fā)展的第三階段是加速體系結構與協(xié)議國際標準化的研究與應用。20世紀70年代末，國際標準化組織ISO(International Organization for Standardization)的計算機與信息處理標準化技術委員會成立了一個專門機構，研究和制定網(wǎng)絡通信標準，以實現(xiàn)網(wǎng)絡體系結構的國際標準化。1984年，ISO正式頒布了一個稱為“開放系統(tǒng)互連基本參考模型”的國際標準ISO 7498，簡稱OSIRM(Open System Interconnection Basic Reference Model)，即著名的OSI七層模型。OSI RM及標準協(xié)議的制定和完善大大加速了計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，很多大的計算機廠商相繼宣布支持OSI標準，并積極研究和開發(fā)符合OSI標準的產品。
　　遵循國際標準化協(xié)議的計算機網(wǎng)絡具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡體系結構，廠商需按照共同認可的國際標準開發(fā)自己的網(wǎng)絡產品，從而保證不同廠商的產品可以在同一個網(wǎng)絡中進行通信，這就是“開放”的含義。
　　目前存在著兩種占主導地位的網(wǎng)絡體系結構：一種是國際標準化組織ISO提出的OSI RM(開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)；另一種是Internet所使用的事實上的工業(yè)標準TCP/IP參考模型。
4. 互聯(lián)網(wǎng)絡與高速網(wǎng)絡
　　從20世紀80年代末開始，計算機網(wǎng)絡技術進入新的發(fā)展階段，其特點是：互聯(lián)、高速和智能化。其主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
　　(1) 發(fā)展了以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)。
　　(2) 發(fā)展高速網(wǎng)絡。1993年，美國政府公布了“國家信息基礎設施”行動計劃(National Information Infrastructure，NII)，即信息高速公路計劃。這里的“信息高速公路”是指數(shù)字化大容量光纖通信網(wǎng)絡，用以把政府機構、企業(yè)、大學、科研機構和家庭的計算機聯(lián)網(wǎng)。后來，美國政府又分別于1996年和1997年開始研究發(fā)展更加快速可靠的互聯(lián)網(wǎng)2(Internet 2)和下一代互聯(lián)網(wǎng)(Next Generation Internet)�？梢哉f，網(wǎng)絡互聯(lián)和高速計算機網(wǎng)絡正成為最新一代計算機網(wǎng)絡的發(fā)展方向。
　　(3) 研究智能網(wǎng)絡。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的增大與網(wǎng)絡服務功能的增多，各國正在開展智能網(wǎng)絡IN(Intelligent Network)的研究，以提高通信網(wǎng)絡開發(fā)業(yè)務的能力，并更加合理地進行各種網(wǎng)絡業(yè)務的管理，真正以分布和開放的形式向用戶提供服務。
　　智能網(wǎng)的概念是美國于1984年提出的，智能網(wǎng)的定義中并沒有人們通常理解的“智能”含義，它僅僅是一種“業(yè)務網(wǎng)”，目的是提高通信網(wǎng)絡開發(fā)業(yè)務的能力。它的出現(xiàn)引起了世界各國電信部門的關注，國際電聯(lián)(ITU)在1988年開始將其列為研究課題。1992年，ITU-T正式定義了智能網(wǎng)，制定了一個能快速、方便、靈活、經(jīng)濟、有效地生成和實現(xiàn)各種新業(yè)務的體系。該體系的目標是應用于所有的通信網(wǎng)絡，即不僅可應用于現(xiàn)有的電話網(wǎng)、N-ISDN網(wǎng)和分組網(wǎng)，同樣適用于移動通信網(wǎng)和B-ISDN網(wǎng)。隨著時間的推移，智能網(wǎng)絡的應用將向更高層次發(fā)展。
　　【例1-1】Internet的前身是__________。
　　A．ARPANet    B．MILNet    C．NSFNet      D．ANSNet
　　本題主要考查Internet的形成及發(fā)展歷史。Internet即因特網(wǎng)，起源于美國，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為世界上最大的國際性計算機互聯(lián)網(wǎng)。1969年，美國國防部高級研究計劃局(ARPA)構建了最初的分組交換網(wǎng)ARPANet。1983年ARPANet分解為兩個部分：一部分仍稱作ARPANet，用于進一步的研究工作；另一部分稱為MILNet，用于軍方的通信。1986年，美國國家科學基金會構建了一個與ARPANet互聯(lián)的三級計算機網(wǎng)絡NSFNet，NSFNet后來取代了ARPANet，成為Internet的主干網(wǎng)。1990年，NSFNet被由美國高級網(wǎng)絡與服務公司(ANS)創(chuàng)建的主干網(wǎng)ANSNet所取代。因此，Internet最早起源為ARPANet，答案為A。
1.2  計算機網(wǎng)絡的定義
　　早期，人們將分散的計算機、終端及其附屬設備，利用通信介質連接起來，能夠實現(xiàn)相互通信的系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡。1970年，在美國信息處理協(xié)會召開的春季計算機聯(lián)合會議上，計算機網(wǎng)絡被定義為“以能夠共享資源(硬件、軟件和數(shù)據(jù)等)的方式連接起來，并且各自具備獨立功能的計算機系統(tǒng)之集合”�，F(xiàn)在，對計算機網(wǎng)絡比較通用的定義是：計算機網(wǎng)絡是利用通信設備和通信線路，將地理位置分散的、具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，通過網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡中資源共享和數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，如圖1-4所示。

圖1-4  計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)
　　計算機網(wǎng)絡的定義涉及以下四個要點。
　　(1) 計算機網(wǎng)絡中包含兩臺以上的地理位置不同、具有“自主”功能的計算機。所謂“自主”的含義，是指這些計算機不依賴于網(wǎng)絡也能獨立工作。通常，將具有“自主”功能的計算機稱為主機(Host)，在網(wǎng)絡中也稱為節(jié)點(Node)。網(wǎng)絡中的節(jié)點不僅僅是計算機，還可以是其他通信設備，如Hub、路由器等。
　　(2) 網(wǎng)絡中各節(jié)點之間的連接需要有一條通道，即由傳輸介質實現(xiàn)物理互聯(lián)。這條物理通道可以是雙絞線、同軸電纜或光纖等“有線”傳輸介質；也可以是激光、微波或衛(wèi)星等“無線”傳輸介質。
　　(3) 網(wǎng)絡中各節(jié)點之間互相通信或交換信息，需要有某些約定和規(guī)則，這些約定和規(guī)則的集合就是協(xié)議，其功能是實現(xiàn)各節(jié)點的邏輯互聯(lián)。例如，Internet上使用的通信協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇。
　　(4) 計算機網(wǎng)絡是以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡資源(包括硬件資源和軟件資源)共享為目的。要實現(xiàn)這一目的，網(wǎng)絡中需配備功能完善的網(wǎng)絡軟件，包括網(wǎng)絡通信協(xié)議(如TCP/IP、IPX/SPX)和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(如Netware、Windows Server 2000、Linux)。
　　計算機網(wǎng)絡是計算機技術和通信技術相結合的產物，這主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，通信技術為計算機之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換提供了必要的手段；另一方面，計算機技術的發(fā)展?jié)B透到通信技術中，又提高了通信網(wǎng)絡的各種性能。
 知識鏈接：分布式系統(tǒng)定義是：存在著一個能為用戶自動管理資源的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，由它調用完成用戶任務所需要的資源，而整個網(wǎng)絡像一個大的計算機系統(tǒng)一樣對用戶是透明的。
分布式系統(tǒng)有以下5個特征：
(1) 系統(tǒng)中擁有多種通用的物理和邏輯資源，可以動態(tài)地給它們分配任務；
(2) 系統(tǒng)中分散的物理和邏輯資源通過計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交換；
(3) 系統(tǒng)存在一個以全局方式管理系統(tǒng)資源的分布式操作系統(tǒng)；
(4) 系統(tǒng)中聯(lián)網(wǎng)各計算機既合作又自治；
(5) 系統(tǒng)內部結構對用戶是完全透明的。
計算機網(wǎng)絡和分布式系統(tǒng)的共同點主要表現(xiàn)在：一般的分布式系統(tǒng)是建立在計算機網(wǎng)絡之上的，因此分布式系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡在物理結構上基本相同。
計算機網(wǎng)絡與分布式系統(tǒng)的區(qū)別主要表現(xiàn)在：分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的設計思想是不同的，因此它們的結構、工作方式與功能也是不同的。
分布式系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡的主要區(qū)別不在它們的物理結構上，而是在高層軟件上。分布式系統(tǒng)是一個建立在網(wǎng)絡之上的軟件系統(tǒng)，這種軟件保證了系統(tǒng)高度的一致性與透明性。分布式系統(tǒng)的用戶不必關心網(wǎng)絡環(huán)境中資源的分布情況，以及聯(lián)網(wǎng)計算機的差異，用戶的作業(yè)管理與文件管理過程是透明的。
計算機網(wǎng)絡為分布式系統(tǒng)研究提供了技術基礎，而分布式系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展的高級階段。
1.3  計算機網(wǎng)絡的功能
　　計算機網(wǎng)絡能夠迅速發(fā)展，與其提供的強大功能是息息相關的。隨著網(wǎng)絡技術的進一步發(fā)展，人們除了可以利用計算機網(wǎng)絡進行資源共享、數(shù)據(jù)通信和遠程管理與控制外，還可以進行各種娛樂和商務活動。計算機網(wǎng)絡的功能主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
　　(1) 資源共享。
　　資源共享是計算機網(wǎng)絡提供的最重要的功能之一，包括硬件資源和軟件資源共享。計算機網(wǎng)絡可以在整個網(wǎng)絡內提供處理資源、存儲器資源、輸入輸出資源等昂貴設備的共享，如巨型計算機、具有特殊功能的處理部件、高分辨的激光打印機、大型繪圖儀以及大量的外部存儲器等，從而幫助用戶節(jié)約投資，也便于集中管理和均勻分擔負荷。另外，網(wǎng)絡資源還允許互聯(lián)網(wǎng)上的用戶遠程訪問大型數(shù)據(jù)庫，并提供網(wǎng)絡文件傳送服務、遠程進程管理服務和遠程文件訪問服務，從而避免軟件開發(fā)中的重復工作以及資源的重復存儲，也便于集中管理。
　　(2) 數(shù)據(jù)通信。
　　遠程數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡的基本功能。計算機網(wǎng)絡為人們提供了強有力的通信手段。近幾年，隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡提供的數(shù)據(jù)通信服務無論在速度還是質量上，都有了明顯的提高。
　　(3) 集中管理和遠程控制。
　　利用計算機網(wǎng)絡可以輕松地在一個地點對分布在不同地點的設備進行管理(集中管理)，還可以對遠地系統(tǒng)進行控制(遠程控制)。
　　(4) 分布式信息處理。
　　假設企業(yè)分布在不同的城市，每個城市都需要計算機處理信息，那么可以通過計算機網(wǎng)絡在不同計算機之間交換數(shù)據(jù)。
　　(5) 提高計算機系統(tǒng)的可靠性。
　　有了計算機網(wǎng)絡，計算機系統(tǒng)軟件和硬件的可靠性都得到提高，例如，還可以利用多個服務器為用戶提供服務，當某個服務器崩潰時，其他服務器可以繼續(xù)提供服務；也可以將數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡中多個地方，當某個地方不能訪問時，可以方便地從其他地方繼續(xù)訪問。
　　(6) 娛樂和電子商務。
　　網(wǎng)絡游戲和網(wǎng)上購物已經(jīng)成為人們日常生活的重要組成部分，所產生的新的經(jīng)濟價值引起各界的關注。
1.4  計算機網(wǎng)絡的組成
　　通常把計算機網(wǎng)絡中的計算機、通信設備等稱為節(jié)點，而連接這些節(jié)點的通信線路稱為鏈路。計算機網(wǎng)絡就是由節(jié)點以及連接節(jié)點的鏈路所組成的。
　　我們知道，通信是計算機網(wǎng)絡最基本的功能，以通信為手段可以訪問網(wǎng)絡上的各種軟件、硬件和信息資源。所以可以把計算機網(wǎng)絡劃分成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分，如圖1-5所示。通信子網(wǎng)由通信處理機(Communication Control Processor，CCP)、通信鏈路和其他通信設備組成，其功能是通過通信處理機將資源子網(wǎng)中的計算資源連接起來進行通信。而資源子網(wǎng)可以是一個小規(guī)模的計算機網(wǎng)絡(例如局域網(wǎng))，也可以是計算機系統(tǒng)、軟件，或者打印機、磁盤等外設。
　　無論是通信子網(wǎng)還是資源子網(wǎng)，均包含一個非常重要的組成部分，即軟件。通常計算機網(wǎng)絡所涉及的軟件有以下一些。
* 網(wǎng)絡協(xié)議軟件：通過協(xié)議程序控制數(shù)據(jù)的可靠、正確傳輸，同時對網(wǎng)絡的流量、擁塞等進行控制。該軟件的功能一般由網(wǎng)絡接口卡和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)來共同實現(xiàn)。
* 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)：對網(wǎng)絡環(huán)境下的系統(tǒng)資源進行調度、分配和有效管理，以實現(xiàn)資源共享。
* 網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡應用軟件：網(wǎng)絡管理軟件對網(wǎng)絡的運行進行監(jiān)視和維護，根據(jù)監(jiān)視數(shù)據(jù)合理配置網(wǎng)絡設備，使網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠安全、可靠、高效地運行；網(wǎng)絡應用軟件為用戶提供各種服務，用戶通過這些軟件可以方便地訪問和使用網(wǎng)絡上的各種資源。

圖1-5  計算機網(wǎng)絡組成
1.5  計算機網(wǎng)絡的分類
　　計算機網(wǎng)絡已經(jīng)被廣泛使用，目前出現(xiàn)了多種形式的計算機網(wǎng)絡，根據(jù)不同的網(wǎng)絡分布方式，同一種網(wǎng)絡，我們會得到各種各樣的說法，例如局域網(wǎng)、總線網(wǎng)，或Ethernet(以太網(wǎng))等。因此，研究網(wǎng)絡的分類有助于我們更好地理解計算機網(wǎng)絡。
1.5.1  按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍分類
　　按照計算機網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍對其進行分類，可以很好地反映不同類型網(wǎng)絡的技術特征。由于網(wǎng)絡覆蓋范圍的地理位置不同，所采用的傳輸技術也不相同，因而形成了不同的網(wǎng)絡技術特點和網(wǎng)絡服務功能。按覆蓋范圍的大小，可以把計算機網(wǎng)絡分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)。
1. 廣域網(wǎng)
　　廣域網(wǎng)(Wide Area Network，WAN)的作用范圍通常為幾十至幾千千米，現(xiàn)在采用了新技術和新設備，廣域網(wǎng)的主干線路傳輸速率已可達2.5Gbps。廣域網(wǎng)又被稱為遠程網(wǎng)，是可以在任何一個廣闊的地理范圍內進行數(shù)據(jù)、語音、圖像信號傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)。在廣域網(wǎng)上一般連接有數(shù)百至數(shù)萬臺各種類型的計算機和網(wǎng)絡，并提供廣泛的網(wǎng)絡服務。
　　廣域網(wǎng)是從20世紀60年代開始發(fā)展的，其典型代表是美國國防部的ARPANET網(wǎng)，即現(xiàn)在全世界普遍使用的Internet互聯(lián)網(wǎng)。中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET)、國家公用信息通信網(wǎng)(又名金橋網(wǎng)，CHINAGBN)、中國教育科研計算機網(wǎng)(CERNET)均是廣域網(wǎng)。
2. 城域網(wǎng)
　　城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network，MAN)是介于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的一種高速的網(wǎng)絡，城域網(wǎng)設計的目標是滿足幾十千米范圍內的大量企業(yè)、機關、公司的多個局域網(wǎng)互聯(lián)的需求，以實現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻等多種信息的傳輸功能。
3. 局域網(wǎng)
　　局域網(wǎng)(Local Area Network，LAN)的覆蓋范圍較小，從幾十至幾千米，通信距離一般小于10千米。局域網(wǎng)的特點是組建方便、使用靈活。
　　隨著計算機技術、通信技術和電子集成技術的發(fā)展，現(xiàn)在的局域網(wǎng)可以覆蓋幾十千米的范圍，傳輸速率可以達到10000Mbps，例如Ethernet網(wǎng)絡。
　　局域網(wǎng)按照采用的技術、應用范圍和協(xié)議標準的不同，可以分為共享局域網(wǎng)和交換局域網(wǎng)。局域網(wǎng)發(fā)展迅速，應用日益廣泛，是目前計算機網(wǎng)絡中最活躍的分支。
1.5.2  按網(wǎng)絡的拓撲結構分類
　　計算機網(wǎng)絡的通信線路在其布線上有不同的結構形式。在建立計算機網(wǎng)絡時要根據(jù)準備聯(lián)網(wǎng)計算機的物理位置、鏈路的流量和投入的資金等因素來考慮網(wǎng)絡所采用的布線結構。一般用拓撲方法來研究計算機網(wǎng)絡的布線結構。拓撲(Topology)是拓撲學中研究由點、線組成幾何圖形的一種方法，用此方法可以把計算機網(wǎng)絡看作是由一組節(jié)點和鏈路組成，這些節(jié)點和鏈路所組成的幾何圖形就是網(wǎng)絡的拓撲結構。雖然用拓撲方法可以使復雜的問題簡單化，但網(wǎng)絡拓撲結構設計仍是十分復雜的問題。下面介紹圖1-6所示的幾種網(wǎng)絡拓撲結構形式。 
1. 總線型結構(BUS)
　　總線型拓撲結構網(wǎng)絡采用一般分布式控制方式，各節(jié)點都掛在一條共享的總線上，采用廣播方式進行通信(網(wǎng)上所有節(jié)點都可以接收同一信息)，無須路由選擇功能，如圖1-6(a)所示。
　　總線型拓撲結構主要用于局域網(wǎng)絡。它的特點是安裝簡單，所需通信器材、線纜的成本低，擴展方便；由于采用競爭方式傳送信息，故在重負荷下效率明顯降低；另外總線的某一接頭接觸不良時，會影響到網(wǎng)絡的通信，使整個網(wǎng)絡癱瘓。小型局域網(wǎng)或中大型局域網(wǎng)的主干網(wǎng)常采用總線型拓撲結構，但現(xiàn)在用總線型構建局域網(wǎng)已日漸減少。 
2. 星形結構(Star)
　　星形拓撲結構的網(wǎng)絡采用集中控制方式，每個節(jié)點都有一條唯一的鏈路和中心節(jié)點相連接，節(jié)點之間的通信都要經(jīng)過中心節(jié)點并由其進行控制，如圖1-6(b)所示。星形拓撲的特點是結構形式和控制方法比較簡單，便于管理和服務；線路總長度較長，中心節(jié)點需要網(wǎng)絡設備(集線器或交換機)，成本較高；每個連接只接一個節(jié)點，所以連接點發(fā)生故障，只影響一個節(jié)點，不會影響整個網(wǎng)絡；但對中心節(jié)點的要求較高，當中心節(jié)點出現(xiàn)故障時會造成全網(wǎng)癱瘓。所以中心節(jié)點的可靠性和冗余度(可擴展端口)要求很高。星形結構是小型局域網(wǎng)常采用的一種拓撲結構。
3. 樹形結構(Tree)
　　樹形結構實際上是星形結構的發(fā)展和擴充，是一種倒樹形的分級結構，具有根節(jié)點和各分支節(jié)點，如圖1-6(c)所示�，F(xiàn)在一些局域網(wǎng)絡利用集線器(Hub)或交換機(Switch)將網(wǎng)絡配置成級聯(lián)的樹形拓撲結構。樹形網(wǎng)絡的特點是結構比較靈活，易于進行網(wǎng)絡的擴展；與星形拓撲相似，當根節(jié)點出現(xiàn)故障時，會影響到全局。樹形結構是中大型局域網(wǎng)常采用的一種拓撲結構。
4. 環(huán)形結構(Ring)
　　環(huán)形拓撲為一封閉的環(huán)狀，如圖1-6(d)所示。這種拓撲網(wǎng)絡結構采用非集中控制方式，各節(jié)點之間無主從關系。環(huán)中的信息單方向地繞環(huán)傳送，途經(jīng)環(huán)中的所有節(jié)點并回到始發(fā)節(jié)點。僅當信息中所含的接收方地址與途經(jīng)節(jié)點的地址相同時，該信息才被接收，否則不予理睬。環(huán)形拓撲的網(wǎng)絡上任一節(jié)點發(fā)出的信息，其他節(jié)點都可以收到，因此它采用的傳輸信道也叫廣播式信道。環(huán)形拓撲網(wǎng)絡的優(yōu)點在于結構比較簡單、安裝方便、傳輸率較高。但單環(huán)結構的可靠性較差，當某一節(jié)點出現(xiàn)故障時，會引起通信中斷。環(huán)形結構是組建大型、高速局域網(wǎng)的主干網(wǎng)常采用的拓撲結構，如光纖主干環(huán)網(wǎng)。
5. 網(wǎng)狀型結構(Mesh)
　　網(wǎng)狀型拓撲實際上是不規(guī)則形式，它主要用于廣域網(wǎng)，如圖1-6(e)所示。網(wǎng)狀型拓撲中兩任意節(jié)點之間的通信線路不是唯一的，若某條通路出現(xiàn)故障或擁擠阻塞時，可繞道其他通路傳輸信息，因此它的可靠性較高，但其成本也較高。此種結構常用于廣域網(wǎng)的主干網(wǎng)中。如我國的教育科研網(wǎng)(CERNET)、公用計算機互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET)、中國金橋信息網(wǎng)(CHINAGBN)等。
6. 全互聯(lián)型結構
　　全互聯(lián)型結構如圖1-6(f)所示。這種拓撲的特點是每一個節(jié)點都有一條鏈路與其他節(jié)點相連，所以它的可靠性非常高，但成本太高，除了特殊場合，一般較少使用。

圖1-6  計算機網(wǎng)絡的拓撲結構分類
 注意：在實際組網(wǎng)中，采用的拓撲結構不一定是單一固定的，通常是幾種拓撲結構的混合使用。
　　【例1-2】廣域網(wǎng)中廣泛采用的拓撲結構是__________。
　　A．樹形     B．網(wǎng)狀型    C．星形       D．環(huán)形
　　本題主要考查計算機網(wǎng)絡拓撲的相關知識點。計算機網(wǎng)絡拓撲是應用拓撲學來研究計算機網(wǎng)絡結構，通過抽象將計算機網(wǎng)絡表示成點和線的幾何關系，從而反映出網(wǎng)絡中各實體間的結構關系。網(wǎng)絡拓撲結構是構建計算機網(wǎng)絡的第一步，對整個網(wǎng)絡的設計、性能、可靠性以及通信開銷等方面都有著重要影響。由于廣域網(wǎng)通常是各種形狀的網(wǎng)絡的互聯(lián)，形狀不規(guī)則，所以它的拓撲結構也不是很符合規(guī)則的集合形狀，其中網(wǎng)狀型結構居多。答案為B。
1.5.3  按物理結構和傳輸技術分類
　　網(wǎng)絡所采用的傳輸技術決定了網(wǎng)絡的主要技術特點，因此根據(jù)網(wǎng)絡所采用的傳輸技術對網(wǎng)絡進行劃分是一種很重要的方法。 
　　在通信技術中，通信信道的類型有兩類：廣播通信信道與點到點通信信道。在廣播通信信道中，多個節(jié)點共享一個通信信道和一個節(jié)點廣播信息，其他節(jié)點必須接收信息。而在點到點通信信道中，一條通信信道只能連接一對節(jié)點，如果兩個節(jié)點之間沒有直接連接線路，那么它們只能通過中間節(jié)點。顯然，網(wǎng)絡要通過通信信道完成數(shù)據(jù)傳輸任務，因此網(wǎng)絡所采用的傳輸技術也只可能有兩種，即廣播(Broadcast)方式和點到點(Point-to-Point)方式。這樣，相應的計算機網(wǎng)絡也可以分為以下兩類。
* 點到點式網(wǎng)絡(Point-to-Point Network)。
* 廣播式網(wǎng)絡(Broadcast Network)。
1.5.4  按傳輸介質分類
　　傳輸介質就是指用于網(wǎng)絡連接的通信線路。目前常用的傳輸介質有同軸電纜、雙絞線、光纖、衛(wèi)星、微波等有線或無線傳輸介質，相應地可將網(wǎng)絡分為同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)和無線網(wǎng)。
1.5.5  按帶寬速率分類 
　　帶寬速率指的是“網(wǎng)絡帶寬”和“傳輸速率”兩個概念。傳輸速率是指每秒傳送的二進制位數(shù)，通常使用的計量單位為bps、kbps、Mbps。按網(wǎng)絡帶寬可以分為基帶網(wǎng)(窄帶網(wǎng))和寬帶網(wǎng)；按傳輸速率可以分為低速網(wǎng)、中速網(wǎng)和高速網(wǎng)。一般來講，高速網(wǎng)是寬帶網(wǎng)，低速網(wǎng)是窄帶網(wǎng)。
1.5.6  按網(wǎng)絡的交換方式分類
　　按交換方式來分類，計算機網(wǎng)絡可以分為電路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)三種。電路交換(Circuit Switching)方式類似于傳統(tǒng)的電話交換方式，用戶在開始通信前，必須申請建立一條從發(fā)送端到接收端的物理信道，并且在雙方通信期間始終占用該信道。報文交換(Message Switching)方式的數(shù)據(jù)單元是要發(fā)送的一個完整報文，其長度并無限制。報文交換采用存儲轉發(fā)原理，這有點像古代的郵政通信，郵件由途中的驛站逐個存儲轉發(fā)一樣。報文中含有目的地址，每個中間節(jié)點要為途經(jīng)的報文選擇適當?shù)穆窂剑�使其能最終到達目的端。
　　分組交換(Packet Switching)方式也稱包交換方式，1969年首次在ARPANET上使用，現(xiàn)在人們都公認ARPANET是分組交換網(wǎng)之父，并將分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)作為計算機網(wǎng)絡新時代的開始。采用分組交換方式通信前，發(fā)送端先將數(shù)據(jù)劃分為一個個等長的單位(即分組)，這些分組每個都是由各中間節(jié)點采用存儲轉發(fā)方式進行傳輸，最終到達目的端。由于分組長度有限，可以在中間節(jié)點機的內存中進行存儲處理，其轉發(fā)速度大大提高。
1.6  計算機網(wǎng)絡的應用
　　計算機網(wǎng)絡在資源共享和信息交換方面所具有的功能，是其他系統(tǒng)所不能替代的。計算機網(wǎng)絡所具有的高可靠性、高性能價格比和易擴充性等優(yōu)點，使得它在工?業(yè)、農業(yè)、交通運輸、郵電通信、文化教育、商業(yè)、國防以及科學研究等各個領域、各個行業(yè)獲得了越來越廣泛的應用。我國有關部門也已制訂了“金橋”、“金關”和“金卡”三大工程，以及其他的一些“金”字號工程，這些工程都是以計算機網(wǎng)絡為基礎設施，為促使國民經(jīng)濟早日實現(xiàn)信息化的主干工程。這也是計算機網(wǎng)絡的具體應用。計算機網(wǎng)絡的應用范圍實在太廣泛，本節(jié)僅能涉及一些帶有普遍意義和典型意義的應用領域。??
1. 辦公自動化OA(Office?Automation)?? 
　　辦公自動化系統(tǒng)，按計算機系統(tǒng)結構來看是一個計算機網(wǎng)絡，每個辦公室相當于一個工作站。它集計算機技術、數(shù)據(jù)庫、局域網(wǎng)、遠距離通信技術以及人工智能、聲音、圖像、文字處理技術等綜合應用技術之大成，是一種全新的信息處理方式。辦公自動化系統(tǒng)的核心是通信，其所提供的通信手段主要為數(shù)據(jù)/聲音的綜合服務、可視會議服務和電子郵件服務。?? 
2. 電子數(shù)據(jù)交換EDI(Electronic?Data?Interchange)?? 
　　電子數(shù)據(jù)交換，是將貿易、運輸、保險、銀行、海關等行業(yè)信息用一種國際公認的標準格式，通過計算機網(wǎng)絡通信，實現(xiàn)各企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換，并完成以貿易為中心的業(yè)務全過程。EDI在發(fā)達國家的應用已很廣泛，我國的“金關”工程就是以EDI作為通信平臺的。??
3. 遠程交換(Telecommuting)?? 
　　遠程交換是一種在線服務(Online?Serving)系統(tǒng)，原指在工作人員與其辦公室之間的計算機通信形式，按通俗的說法即為家庭辦公。一個公司內本部與子公司辦公室之間也可通過遠程交換系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式辦公系統(tǒng)。遠程交換的作用也不僅僅是工作場地的轉移，它大大加強了企業(yè)的活力與快速反應能力。近年來各大企業(yè)的本部，紛紛采用一種被稱為“虛擬辦公室”(Virtual?Office)的技術，創(chuàng)造出一種全新的商業(yè)環(huán)境與空間。遠程交換技術的發(fā)展，對世界的整個經(jīng)濟運作規(guī)則產生了巨大的影響。??
4. 遠程教育(Distance?Education)?? 
　　遠程教育是一種利用在線服務系統(tǒng)，開展學歷或非學歷教育的全新的教學模式。遠程教育幾乎可以提供大學中所有的課程，學員們通過遠程教育，同樣可得到正規(guī)大學從學士到博士的所有學位。這種教育方式，對于已從事工作而仍想完成高學位的人士特別有吸引力。遠程教育的基礎設施是電子大學網(wǎng)絡EUN(Electronic?University?Network)。EUN的主要作用是向學員提供課程軟件及主機系統(tǒng)的使用，支持學員完成在線課程，并負責行政管理、協(xié)作合同等。這里所指的軟件除系統(tǒng)軟件之外，還包括CAI課件，即計算機輔助教學(Computer?Aided?Instruction)軟件。CAI課件一般采用對話和引導式的方式指導學生學習，發(fā)現(xiàn)學生錯誤還具有回溯功能，從本質上解決了學生學習中的困難。?? 
5. 電子銀行?? 
　　電子銀行也是一種在線服務系統(tǒng)，是一種由銀行提供的基于計算機和計算機網(wǎng)絡的新型金融服務系統(tǒng)。電子銀行的功能包括金融交易卡服務、自動存取款作業(yè)、銷售點自動轉賬服務、電子匯款與清算等，其核心為金融交易卡服務。金融交易卡的誕生，標志了人類交換方式從交換、貨幣交換到信息交換的又一次飛?躍。圍繞金融交易卡服務，產生了自動存取款服務，自動取款機(CD)及自動存取款機(ATM)也應運而生。自動取款機與自動存取款機大多采用聯(lián)網(wǎng)方式工?作，現(xiàn)已由原來的一行聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到多行聯(lián)網(wǎng)，形成覆蓋整個城市、地區(qū)，甚至全國的網(wǎng)絡，全球性國際金融網(wǎng)絡也正在建設之中。電子匯款與清算系統(tǒng)可以提供客戶轉賬、銀行轉賬、外幣兌換、托收、押匯信用證、行間證券交易、市場查證、借貸通知書、財務報表、資產負債表、資金調撥及清算處理等金融通信服務。由于大型零售商店等消費場所采用了終端收款機(POS)，從而使商場內部的資金即時清算成為現(xiàn)實。銷售點的電子資金轉賬是?POS與銀行計算機系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)而成的。??
　　當前電子銀行服務又出現(xiàn)了智能卡(IC)。IC卡內裝有微處理器、存儲器及輸入輸出接口，實際上是一臺不帶電源的微型電子計算機。由于采用IC卡，持卡人的安全性和方便性大大提高了。??
6. 電子公告板系統(tǒng)BBS(Bulletin?Board?System)?? 
　　電子公告板是一種發(fā)布并交換信息的在線服務系統(tǒng)。BBS可以使更多的用戶通過電話線以簡單的終端形式實現(xiàn)互聯(lián)，從而得到廉價的豐富信息，并為其會員提供網(wǎng)上交談、發(fā)布消息、討論問題、傳送文件、學習交流和游戲等的機會和空間。??
7. 證券及期貨交易?? 
　　證券及期貨交易由于其獲利巨大、風險巨大，且行情變化迅速，投資者對信息的依賴格外顯得重要。金融業(yè)通過在線服務計算機網(wǎng)絡提供證券市場分析、預測、金融管理、投資計劃等需要大量計算工作的服務，也提供在線股票經(jīng)紀人服務和在線數(shù)據(jù)庫服務(包括最新股價數(shù)據(jù)庫、歷史股價數(shù)據(jù)庫、股指數(shù)據(jù)庫以及有關新聞、文章、股評等)。??
8. 廣播分組交換?? 
　　廣播分組交換實際上是由一種無線廣播與在線系統(tǒng)結合的特殊服務，該系統(tǒng)使用戶在任何地點都可使用在線服務系統(tǒng)。廣播分組交換可提供電子郵件、新聞、文件等傳送服務，無線廣播與在線系統(tǒng)通過調制解調器，再通過電話局可以結合在一起。移動式電話也屬于廣播系統(tǒng)。??
9. 校園網(wǎng)(Campus?Network)?? 
　　校園網(wǎng)是在大學校園區(qū)內用以完成大中型計算機資源及其他網(wǎng)內資源共享的通信網(wǎng)絡。一些發(fā)達國家已將校園網(wǎng)確定為信息高速公路的主要分支。無論在國內還是國外，校園網(wǎng)的存在與否，是衡量該院校學術水平與管理水平的重要標志，也是提高學校教學、科研水平不可或缺的重要支撐環(huán)節(jié)。共享資源是校園網(wǎng)最基本的應用，人們通過網(wǎng)絡更有效地共享各種軟硬件及信息資源，為眾多的科研人員提供一種嶄新的合作環(huán)境。校園網(wǎng)可以提供異型機聯(lián)網(wǎng)的公共計算環(huán)境、海量的用戶文件存儲空間、昂貴的打印輸出設備、能方便獲取的圖文并茂的電子圖書信息，以及為各級行政人員服務的行政信息管理系統(tǒng)和為一般用戶服務的電子郵件系統(tǒng)。??
10. 信息高速公路?? 
　　如同現(xiàn)代信息高速公路的結構一樣，信息高路公路也分為主干、分支及樹葉。圖像、聲音、文字轉化為數(shù)字信號在光纖主干線上傳送，由交換技術再送到電話線或電纜分支線上，最終送到具體的用戶“樹葉”。主干部分由光纖及其附屬設備組成，是信息高速公路的骨架。我國政府也十分重視信息化事業(yè)，為了促進國家經(jīng)濟信息化，提出了“金橋”工程——國家公用經(jīng)濟信息網(wǎng)工程、“金關”工程——外貿專用網(wǎng)工程、“金卡”工程——電子貨幣工程。這些工程是規(guī)模宏大的系統(tǒng)工程，其中的“金橋”工程是國民經(jīng)濟的基礎設施，也是其他“金”字系列工程的基礎�！敖饦颉惫こ贪�含信息源、信息通道和信息處理三個組成部分，通過衛(wèi)星網(wǎng)與地面光纖網(wǎng)開發(fā)，并利用國家及各部委、大中型企業(yè)的信息資源為經(jīng)濟建設服務�！敖鹂ā惫こ淌窃诮饦蚓W(wǎng)上運行的重要業(yè)務系統(tǒng)之一，主要包括電子銀行及信用卡等內容�！敖鹂ā惫こ逃址Q為無紙化貿易工程，其主要實現(xiàn)手段為EDI，它以網(wǎng)絡通信和計算機管理系統(tǒng)為支撐，以標準化的電子數(shù)據(jù)交換替代了傳統(tǒng)的紙面貿易文件和單證。其他的一些“金”字系列工程，如“金稅”工程、“金智”工程、“金盾”工程等亦在籌劃與運作之中。這些重大信息工程的全面實施，在國內外引起了強烈反響，開創(chuàng)了我國信息化建設事業(yè)的新紀元。??
11. 企業(yè)網(wǎng)絡?? 
　　集散系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)是兩種典型的企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)。集散系統(tǒng)實質上是一種分散型自動化系統(tǒng)，又稱作以微處理機為基礎的分散綜合自動化系統(tǒng)。集散系統(tǒng)具有分散監(jiān)控和集中綜合管理兩方面的特征，而更將“集”字放在首位，更注重于全系統(tǒng)信息的綜合管理。20世紀80年代以來，集散系統(tǒng)逐漸取代常規(guī)儀表，成為工業(yè)自動化的主流。工業(yè)自動化不僅體現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場，也體現(xiàn)在企業(yè)事務行政管理上。集散系統(tǒng)的發(fā)展及工業(yè)自動化的需求，導致了一個更龐大、更完善的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的誕生。集散系統(tǒng)一般分為3級：過程級、監(jiān)控級和管理信息級。
　　監(jiān)測單元、過程控制單元、圖文操作站及主機(上位機)集成在一起的系統(tǒng)，它采用了局域網(wǎng)技術，將多個過程監(jiān)控、操作站和上位機互聯(lián)在一起，使通信功能增強，信息傳輸速度加快，吞吐量加大，為信息的綜合管理提供了基礎。因為CIMS具有提高生產率、縮短生產周期等一系列極具吸引力的優(yōu)點，所以已經(jīng)成為未來工廠自動化的方向。?? 
12. 智能大廈和結構化綜合布線系統(tǒng)?? 
　　智能大廈(Intelligent?Building)是近十年來新興的高技術建筑形式，它集計算機技術、通信技術、人類工程學、樓宇控制、樓宇設施管理為一體，使大樓具有高度的適應性(柔性)，以適應各種不同環(huán)境與不同客戶的需要。智能大廈是以信息技術為主要支撐的，這也是其具有“智能”之名稱的由來。有人認為具有3A的大廈，可視為智能大廈。所謂3A就是CA(通信自動化)、OA(辦公自動化)和BA(樓宇自動化)。概括起來，可以認為智能大廈除有傳統(tǒng)大廈功能之外，主要必須具備下列基本構成要素：高舒適的工程環(huán)境、高效率的管理信息系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)、先進的計算機網(wǎng)絡和遠距離通信網(wǎng)絡及樓宇自動化。
　　智能大廈及計算機網(wǎng)絡的信息基礎設施是結構化綜合布線系統(tǒng)SCS(Structure Cabling System)。在建設計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)時，布線系統(tǒng)是整個計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)設計中不可分割的一部分，它關系到日后網(wǎng)絡的性能、投資效益、實際使用效果以及日常維護工作。結構化布線系統(tǒng)是指在一個樓宇或樓群中的通信傳輸網(wǎng)絡能連接所有的話音、數(shù)字設備，并將它們與交換系統(tǒng)相連，構成一個統(tǒng)一、開放的結構化布線系統(tǒng)。在綜合布線系統(tǒng)中，設備的增減、工位的變動，僅需通過跳線簡單插拔即可，而不必變動布線本身，從而大大方便了管理、使用和維護。
1.7  計算機網(wǎng)絡發(fā)展前景
　　Internet?應用已從局域網(wǎng)發(fā)展到網(wǎng)上證券交易、電子商務、E-mail、多媒體通信、各種信息服務等各項增值業(yè)務。尤其是近年來，移動通信的火爆、移動Internet的興起、WAP手機的出現(xiàn)進一步推動Internet的發(fā)展。Internet正以其獨特的優(yōu)點帶來更多的應用。
　　在中國，“三網(wǎng)”融合成為國家的戰(zhàn)略方針�！叭�網(wǎng)”融合是指電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡通過技術改造，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務。“三合”是一種廣義的、社會化的說法，在現(xiàn)階段它是指在信息傳遞中，把廣播傳輸中的“點”對“面”，通信傳輸中的“點”對“點”，計算機中的存儲時移融合在一起，更好為人類服務，并不意味著電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡的物理合一，而主要是指高層業(yè)務應用的融合�！叭�網(wǎng)”融合后，民眾可用電視遙控器打電話，在手機上看電視劇，隨需選擇網(wǎng)絡和終端，只要拉一條線、或無線接入即完成通信、電視、上網(wǎng)等。在未來，Internet必將會有更大的發(fā)展空間。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。?
1. 互聯(lián)網(wǎng)的用戶數(shù)量將進一步增加
　　目前全球互聯(lián)網(wǎng)用戶總量已經(jīng)達到17億左右，相比之下，全球的總人口數(shù)則為67億。很顯然，2020年以前會有更多的人投身到互聯(lián)網(wǎng)中。據(jù)國家科學基金會(National?Science?Foundation)預測，2020年前全球互聯(lián)網(wǎng)用戶將增加到50億。這樣，互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的進一步擴大便將成為人們構建下一代互聯(lián)網(wǎng)架構的主要考慮因素之一。?
2. 互聯(lián)網(wǎng)在全球的分布狀況將日趨分散
　　在未來，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最快的地區(qū)將會是發(fā)展中國家。據(jù)互聯(lián)網(wǎng)世界(Internet?World)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：目前互聯(lián)網(wǎng)普及率最低的是非洲地區(qū)，僅6.8%；其次是亞洲(19.4%)和中東地區(qū)(28.3%)；相比之下，北美地區(qū)的普及率則達到了74.2%。這表明未來互聯(lián)網(wǎng)將在地球上的更多地區(qū)發(fā)展壯大，而且所支持的語種也將更為豐富。?
3. 電子計算機將不再是互聯(lián)網(wǎng)的中心設備? 
　　未來的互聯(lián)網(wǎng)將擺脫目前以電腦為中心的形象，越來越多的城市基礎設施等設備將被連接到互聯(lián)網(wǎng)上。同時據(jù)國家科學基金會預計，未來會有數(shù)十億個安裝在樓宇建筑，橋梁等設施內部的傳感器將會被連接到互聯(lián)網(wǎng)上，人們將使用這些傳感器來監(jiān)控電力運行和安保狀況等。到2020年以前，預計被連接到互聯(lián)網(wǎng)上的這些傳感器的數(shù)量將遠遠超過用戶的數(shù)量。
4. 互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸量將增加到Exabyte，乃至Zettabytes級別
　　由于高清視頻/圖片的日益流行，互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量最近幾年出現(xiàn)了飛速增長。據(jù)思科公司估計，2014年至2019年的全球移動互聯(lián)網(wǎng)流量將會增長10倍，每月達到24.3EB(1EB=10億GB)，不少在線視頻網(wǎng)站的流行程度還會進一步增加。為此，研究人員已經(jīng)開始考慮將互聯(lián)網(wǎng)應用轉為以多媒體內容傳輸為中心，而不再僅僅是一個簡單的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。
5. 無線化
　　隨著4G技術的推廣，無線應用日漸豐富，無線終端設備也層出不窮，對于無線網(wǎng)絡，尤其是基于802.11技術標準的Wi-Fi無線網(wǎng)絡，在802.11n產品技術應用逐漸成為市場主流應用的當下，基于Wi-Fi技術的無線網(wǎng)絡不但在帶寬、覆蓋范圍等技術上均取得了極大提升，同時在應用上，基于Wi-Fi無線應用也已從當初“隨時、隨地、隨心所欲地接入”服務轉變成車載無線、無線語音、無線視頻、無線校園、無線醫(yī)療、無線城市、無線定位等諸多豐富的無線應用。
6. 更多基于云技術的服務項目
　　互聯(lián)網(wǎng)專家們均認為未來的計算服務將等多地通過云計算的形式提供。據(jù)最近?Telecom?Trends?International的研究報告表明，2015年前云計算服務帶來的營收將達到455億美元。國家科學基金會也在鼓勵科學家們研制出更多有利于實現(xiàn)云計算服務的互聯(lián)網(wǎng)技術，他們同時還在鼓勵科學家們開發(fā)出如何縮短云計算服務的延遲，并提高云計算服務的計算性能的技術。
7. 互聯(lián)網(wǎng)將更為節(jié)能環(huán)保
　　在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等科技不斷發(fā)展的背景下，對能源用戶、節(jié)能產品、以及企業(yè)價值鏈進行重新審視的思考方式，將成為節(jié)能商業(yè)思維的起點，即節(jié)能互聯(lián)網(wǎng)思維。目前的互聯(lián)網(wǎng)技術在能量消耗方面并不理想，未來的互聯(lián)網(wǎng)技術必須在能效性方面有所突破。
　　互聯(lián)網(wǎng)將把節(jié)能低碳產業(yè)帶入消費大時代，通過線上匯聚各類參與者的有效需求，匹配、促進各類需求在線下得到滿足。它的核心是攜聚合優(yōu)勢集中釋放，深度影響節(jié)能產業(yè)的各個環(huán)節(jié)，在提高運營效率的同時，最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的協(xié)同發(fā)展。
8. 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡管理將更加自動化
　　除了安全方面的漏洞之外，目前的互聯(lián)網(wǎng)技術最大的不足便是缺乏一套內建的網(wǎng)絡管理技術。國家科學基金會希望科學家們能夠開發(fā)出可以自動管理互聯(lián)網(wǎng)的技術，比如自診斷協(xié)議，自動重啟系統(tǒng)技術，更精細的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集，網(wǎng)絡事件跟蹤技術等等。?
9. 互聯(lián)網(wǎng)技術對網(wǎng)絡信號質量的要求將降低
　　隨著越來越多無線網(wǎng)用戶和偏遠地區(qū)用戶的加入，互聯(lián)網(wǎng)的基礎架構也將發(fā)生變化，將不再采取用戶必須隨時與網(wǎng)絡保持連接狀態(tài)的設定。相反，許多研究者已經(jīng)開始研究允許網(wǎng)絡延遲較大或可以利用其它用戶將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥澄挥脩裟抢锏幕ヂ?lián)網(wǎng)技術，這種技術對移動互聯(lián)網(wǎng)的意義尤其重大。部分研究者們甚至已經(jīng)開始研究可用于在行星之間互傳網(wǎng)絡信號的技術，而高延遲互聯(lián)網(wǎng)技術則正好可以發(fā)揮其威力。?
10. IPv6和網(wǎng)絡融合使網(wǎng)絡娛樂產業(yè)迅猛發(fā)展? ?
　　IPv6在未來幾年的實現(xiàn)，使電視機網(wǎng)絡娛樂成為可能。IPv6使得IP資源極大豐富，每個電視機終端都將獲得獨立的IP地址進行管理，即使廣電網(wǎng)具備了和互聯(lián)網(wǎng)完全整合的技術基礎，也使即便廣電網(wǎng)不進行技術連接，也可以在網(wǎng)內運營基于IP技術的應用服務。作為家庭中最重要甚至是唯一的娛樂終端，這一龐大的娛樂產業(yè)目前幾乎完全空白。
　　然而Internet也有其固有的缺點，如網(wǎng)絡無整體規(guī)劃和設計，網(wǎng)絡拓撲結構不清晰以及容錯和可靠性能的缺乏，而這些對于商業(yè)領域的不少應用是至關重要的。安全性問題是困擾Internet用戶發(fā)展的另一主要因素。雖然現(xiàn)在已有很多方案和協(xié)議來確保Internet網(wǎng)上的聯(lián)機商業(yè)交易的可靠進行，但真正適用并將主宰市場的技術和產品目前尚不明確。另外，Internet是一個無中心的網(wǎng)絡。所有這些問題都在一定程度上阻礙了Internet的發(fā)展，只有解決了這些問題，Internet才能更好地發(fā)展。
1.8  本 章 小 結
　　本章通過介紹計算機網(wǎng)絡的定義和發(fā)展歷程，使大家了解了網(wǎng)絡的基本概況并掌握了網(wǎng)絡的實質——資源共享。在此基礎上，詳細闡述了網(wǎng)絡的功能和組成，并對網(wǎng)絡的未來發(fā)展趨勢作了簡單介紹，讓大家更進一步地了解網(wǎng)絡。
1.9  本 章 習 題
一、選擇題
　　1.一座建筑物內的幾個辦公室要實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，應該選擇的方案屬于(    )。???
A．PAN      B．LAN???     C．MAN?????   D．WAN?
　　2.廣域網(wǎng)覆蓋的地理范圍從幾十到幾千千米，它的通信子網(wǎng)主要使用(    )。
A．報文交換技術   B．分組交換技術   C．文件交換技術   D．電路交換技術
　　3.計算機網(wǎng)絡的主要功能有(    )、數(shù)據(jù)傳輸和進行分布處理。?????
A．資源共享????B．提高計算機可靠性    
C．共享數(shù)據(jù)庫?????D．使用服務器硬盤
　　4.(    )物理拓撲將工作站連接到一臺中央設備。??
A．總線??B．環(huán)形??C．星形??D．樹形
　　5.計算機網(wǎng)絡的拓撲結構是指(    )。?
A．計算機網(wǎng)絡的物理連接形式  B．計算機網(wǎng)絡的協(xié)議集合    ?
C．計算機網(wǎng)絡的體系結構       D．計算機網(wǎng)絡的物理組成
二、填空題
　　1.計算機網(wǎng)絡發(fā)展經(jīng)歷了_______________、______________、_______________、___________________四個階段。
　　2.計算機網(wǎng)絡按作用范圍(距離)可分為________________、_________________和________________。
　　3.常見的網(wǎng)絡拓撲結構主要有________________、________________、________________。
三、問答題
　　1.什么是計算機網(wǎng)絡？
　　2.簡述計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷程。
　　3.簡述計算機網(wǎng)絡的分類。
　　4.簡述計算機網(wǎng)絡的應用。