一、计算机网络的产生与发展

计算机网络（Computer Network）是计算机（Computer）技术和通信

（Communication）技术紧密结合的产物，亦即 C＆C 的结合。它的发展过程经历了从简单到复杂，从单机到多机的演变过程。其形成与发展可以分为三个阶段：

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系统；

第二阶段：多个主计算机通过通信电路互连形成计算机网络的雏形； 第三阶段：在第二阶段的基础上，形成统一的网络体系结构，形成真正

的计算机网络。

计算机诞生的初期与通信是没有任何联系的。那时的计算机个个都是庞然大物，又很娇贵，必须放置在专用机房之内，周围环境温度、湿度、噪声、灰尘度等都有严格要求，否则就有罢工的可能。再加上操作的难度，价格的昂贵，当时的计算机只能用于军事、政府部门及一些大的科研机构。用户如果想要利用这种科技成果，只能将自己写好的程序送到机房工作人员手中， 由工作人员依据某种原则（时间顺序或重要程序）逐一输入进行运算。用户送去源程序后往往要等待若干小时甚至一两天才能取到结果，用我们现在人的眼光看，这种操作方法真是其笨无比，但当时只能这样。显然，这种方法对用户的时间（特别是远程用户）是一个极大的浪费，因此到了 60 年代，随

着操作系统的发展，出现了远程终端系统（如图 1—1 所示）。远程终端通过电话线与主机相连，远程用户的数据通过远程终端、电话线送入主机，主机执行后将结果通过电话线送到远程终端上。从这时开始，计算机和通信就发生了关联，这种简单的“计算机—通信线路—终端”系统，构成了计算机网络的雏形。它是由一台主计算机连接大量在地理位置上处于分散的终端构成的系统，在这种系统中，除主计算机具有独立的数据处理能力外，系统中所连接的终端均无独立处理数据功能。因此，这种系统还不能称之为计算机网络，一般称为“面向终端的联机系统”。

在联机系统中，要利用电话在主计算机和终端之间传送

数据，显然需要一种能够进行信号转换的设备。这是因为主计算机或终端发出的信号是二进制数字信号，而电话线只能传送连续的模拟信号。这种完成数字—模拟（模拟—数字）转换的设备叫调制解调器（Modem）。调制解调器的作用是在发送一方将二进制的数字信号转换成模拟信号，在接收一方又将收到的模拟信号转换成计算机和终端能够识别的数字信号。

对于主机来讲，计算机原本的主要作用是进行数据处理和计算，并没有考虑到要进行与远程终端的通信，因此，联机系统的主机必须增设一个通信控制部件，这个控制部件叫做线路控制器，其作用就是进行串行和并行的转换，因为计算机内部信号的传输是并行传输，而通信线路上信号的传输是串行传输；另一个作用就是进行简单的传输控制。

综上所述，面向终端的联机系统其简单的结构如图 1—2 所示。

随着与主机相连的远程终端数的增加，线路控制器的负担越来越重，线路控制器又是在主机的控制下工作的，因此，计算机既要承担数据处理任务， 又要控制与终端之间的通信。

主机的负担过于沉重，影响了它的工作效率。为了解决这个问题，人们推出了通信处理机（或称前端处理机）。通信处理机是一台具有独立数据处理能力的计算机，用来专门负责数据通信工作，从而实现了数据处理与通信控制的分工，使主计算机能够更好地发挥出它的数据处理能力。

另一方面，为了节省通信费用，提高通信效率，在终端比较集中的地方可以设置集中器。集中器也是一台独立的计算机，它的作用是把终端发来的信息收集起来，再用高速线路传给前端处理机，当主机把信息发给用户时， 集中器先接收由前端处理机发来的信息，经过处理再分发给用户。

不论是通信处理机还是集中器，都是具有独立数据处理能力的计算机， 因此，这种系统就称为面向终端的多机系统，其逻辑结构如图 1—3 所示。

随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求。这些需求主要来自军事、科学研究及大型企业。他们希望将分布在不同地点的计算机系统通过通信线路互连起来，能够

彼此享用对方的信息资源。这样，用户既可以使用本计算机的软、硬件资源，也可以使用连网的其他计算机的资源，以达到资源共享的目的。这一时期研究的典型代表是美国国防部高级研究计划局（ARPA）研制的 ARPANET。1969 年美国国防部高级研究计划局提出将多个大学和研究机构的主计算机互连的课题，当年 ARPANET 就研制成功，当时只有 4 个主节点，1973 年发展到 40 个节点，到 1983 年其节点数已超过 10O 多个，覆盖了从美国本土到夏威夷，欧洲的广阔地域。ARPANET 的投入运行标志着计算机网络的真正诞生， 它在概念、结构及网络设计方面都为以后计算机网络的蓬勃发展打下了基础。

ARPANET 的研究成果对推动计算机网络的发展具有深远的意义。在它的基础上，70、80 年代计算机网络得到了迅猛的发展，出现了大量的广域网和局域网。广域网如美国的 Telnet、加拿大的 DATAPAC、日本的 Dox 等。局域网如

Ethernet，剑桥环等都是 70 年代研制出来的。与此同时，一些大的计算机公司纷纷开展了计算机网络研究工作，提出各种网络体系结构及网络协议。总之，计算机网络从一出现，就以迅猛不可阻挡之势得到了飞速发展。70 年代发展起来的很多网络系统经过适当修改与补充后目前仍在使用。

到 70 年代末，计算机网络的发展出现了危机，这是由于各个国家、各个公司都按照自己制定的网络体系结构和协议标准发展自己的网络。彼此之间不统一，彼此之间要想进行通信变得很难，而且给用户的选择带来很大的难度，用户一经选用某一公司的产品，就被限定了所有的部件只能选用该公司的产品，否则寸步难行。现实使大家认识到，网络体系结构及网络协议只有走国际标准化的道路，才能进一步发展。因此，80 年代，ISO 和 CCITT 等国

际标准化组织制定了一系列网络协议标准，加速了网络体系结构与协议国际标准化的研究与应用。符合国际标准是衡量一个网络能否生存下去的首要条件。

进入 90 年代，计算机网络的发展达到了空前繁荣阶段，网络已进入寻常百姓家，成为信息社会的支撑框架。网络的普及已对我们的经济、教育、科技的发展，甚至我们的日常生活带来了重要影响。