1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展

1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、功能及特點

1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與邏輯結(jié)構(gòu)

1.4計算機網(wǎng)絡(luò)分類

1.5計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

1.6計算機網(wǎng)絡(luò)的安全

1.7計算機網(wǎng)絡(luò)的先進技術(shù)

1.8小結(jié)

習(xí)題

第1章計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)是伴隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展并在二者日益結(jié)合緊密、相互滲透促進的前提下產(chǎn)生的。通信技術(shù)為多臺計算機之間進行數(shù)據(jù)傳輸、信息交流和資源共享提供了必要的傳輸通道和通信手段；計算機技術(shù)反過來又應(yīng)用于通信領(lǐng)域，極大地提高了通信系統(tǒng)的性能。這宗“聯(lián)姻”使得新生的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很快在IT領(lǐng)域占據(jù)了重要地位，并對信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響?，F(xiàn)在，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為了衡量一個國家現(xiàn)代化水平的重要標志之一。1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展

1946年誕生于美國的世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)在人類科學(xué)發(fā)展史上樹立了一個重要里程碑，標志著人類開始走進信息時代，但在那時，計算機技術(shù)和通信技術(shù)并沒有直接的關(guān)系。如今，縱觀計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，大致經(jīng)歷了從早期的面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng)、共享資源的計算機網(wǎng)絡(luò)、標準化網(wǎng)絡(luò)到現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)四個階段。另外，在計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程中，局域網(wǎng)技術(shù)也隨之產(chǎn)生并發(fā)揮著它特有的重要作用。1.1.1面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng)

早期的計算機制造成本高，主機昂貴且數(shù)量很少，一臺計算機只能供一個人使用，而且使用計算機時用戶必須進入特定的計算機機房，在計算機的控制臺上進行操作。這種方式不但不能充分利用計算機資源，而且用戶使用起來也極為不便。后來，隨著計算機軟、硬件的發(fā)展，出現(xiàn)了高速大容量存儲器系統(tǒng)，開發(fā)了多道程序和分時操作系統(tǒng)，使計算機能夠同時處理多個應(yīng)用程序，并允許多個用戶通過終端同時訪問一臺主計算機。但是，由于此時的終端是直接通過異步串行口與主計算機相連的，因此要使用計算機，仍然需要到計算機機房的終端上操作。為了實現(xiàn)計算機遠程操作，提高對計算機這種昂貴資源的利用，科學(xué)家利用各種通信手段，將終端和計算機進行遠程連接，使用戶在自己的辦公室通過終端就可以使用遠程的計算機。終端可以處于不同的地理位置，它通過傳輸介質(zhì)及相應(yīng)的通信設(shè)備與一臺遠程計算機相連，用戶可以通過本地終端或遠程終端登錄到遠程計算機上，使用遠程計算機系統(tǒng)。遠程用戶可以在本地方便地使用遠程計算機，這就產(chǎn)生了通信技術(shù)與計算機技術(shù)的結(jié)合。

這種以單個計算機為中心的計算機系統(tǒng)稱為面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng)，如圖1-1所示，這類網(wǎng)絡(luò)稱為第一代網(wǎng)絡(luò)。20世紀50年代建立于美國的半自動地面防空系統(tǒng)SAGE就屬于這一類型網(wǎng)絡(luò)，它把遠距離的雷達和其它測量設(shè)備的信息通過通信線路送到一臺旋風(fēng)型計算機上進行處理和控制，首次實現(xiàn)了計算機技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合。圖1-1面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)雖然從形式上看，遠程聯(lián)機系統(tǒng)將通信技術(shù)引入到計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)了資源共享和用戶間的信息交流，但它的全部信息資源卻都集中在一臺主計算機內(nèi)，用戶終端沒有自主處理數(shù)據(jù)的能力，實質(zhì)上這是一種“終端—計算機”通信。

在計算機網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的過程中，人們對終端—計算機網(wǎng)絡(luò)進行了改進，在主計算機的外圍增加一臺計算機，專門用于處理終端的通信信息及控制通信線路，并能對用戶的作業(yè)進行某些預(yù)處理操作，稱這臺計算機為通信控制處理機CCP(CommunicationControlProcessor)，也叫前置處理機。另外，在終端設(shè)備較集中的地方設(shè)置一臺集中器，終端通過低速線路先匯集到集中器上，然后再用高速線路將集中器連到主機上，這就形成多機系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。由于前端機和集中器在當(dāng)時一般選用小型計算機擔(dān)任，因此，這種結(jié)構(gòu)也稱為具有通信功能的多計算機系統(tǒng)。圖1-2使用集中器的計算機網(wǎng)絡(luò)

20世紀60年代初，美國航空公司建成的航空訂票系統(tǒng)SABRE-1就是這種改進型網(wǎng)絡(luò)的最好例子。該系統(tǒng)以一臺大型計算機為中心計算機，與分散在全美國的2000多個終端連接。此外，還有美國通用電氣公司的GE網(wǎng)，其主計算機與7個中心集中器連接，每個中心集中器又分別與分布在23個地區(qū)的75個遠程集中器相連，形成了當(dāng)時世界上最大的商業(yè)數(shù)據(jù)處理網(wǎng)。

第一代計算機網(wǎng)絡(luò)存在以下明顯的缺點：

(1)以主機為中心，聯(lián)機系統(tǒng)上的終端沒有獨立的數(shù)據(jù)處理能力。

(2)由于主機系統(tǒng)是通過串行接口RS-232與多用戶系統(tǒng)相連接的，因此它既要承擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)，又要承擔(dān)數(shù)據(jù)通信任務(wù)，致使主機系統(tǒng)負擔(dān)較重。

(3)終端設(shè)備運行速度慢，操作時間長，每個用戶都要獨占一條長距離的通信線路，線路利用率較低。

(4)這種結(jié)構(gòu)屬于集中控制方式，可靠性低。1.1.2共享資源的計算機網(wǎng)絡(luò)

從20世紀60年代中期到70年代中期，計算機性能的不斷提高和價格的持續(xù)下降，使得在多臺具有獨立功能的計算機之間實現(xiàn)互相通信，充分利用本地資源和共享遠程系統(tǒng)的軟件、硬件及信息資源成為可能。人們利用通信線路將多個計算機連接起來，形成了多計算機互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供服務(wù)。同時，數(shù)據(jù)處理與通信不再采用集中模式，而是由分散在不同地理位置的計算機共同完成，這就是以共享資源為目的的第二代計算機網(wǎng)絡(luò)。第二代計算機網(wǎng)絡(luò)在邏輯上可分為兩大部分：通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。資源子網(wǎng)由主機、終端、終端控制器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源組成，它負責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理并向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與服務(wù)。通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路和其他通信設(shè)備組成，負責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。這種計算機—計算機網(wǎng)絡(luò)中的計算機彼此獨立又相互連接，它們之間沒有主從關(guān)系，其功能比第一代面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)擴大了許多。

現(xiàn)代意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)是1969年美國國防部高級研究計劃署DARPA建成的ARPANET實驗網(wǎng)(AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork)，如圖1-3所示。圖1-3ARPANET結(jié)構(gòu)示意圖圖1-3中，H(HOST)是計算機主機，IMP(InterfaceMessageProcessor)是接口信息處理機。該網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時只有4個節(jié)點，以電話線路作為主干網(wǎng)絡(luò)，到1975年已經(jīng)有100多臺不同型號的大型計算機，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點超過60個。地域范圍跨越了美國東西部地區(qū)，連通了美國東部和西部的許多大學(xué)和研究機構(gòu)，具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的許多特征，如分組交換、分層次的網(wǎng)絡(luò)體系和較為完善的通信協(xié)議，并通過通信衛(wèi)星與其它國家實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

ARPANET網(wǎng)絡(luò)首先把分布在美國各地的通信處理機連接起來，構(gòu)成通信子網(wǎng)，專門負責(zé)全網(wǎng)的通信工作，然后把各種資源，包括主機系統(tǒng)、軟硬件、數(shù)據(jù)庫、集中器以及終端設(shè)備等與通信子網(wǎng)相連，構(gòu)成了資源子網(wǎng)，專門承擔(dān)各種數(shù)據(jù)處理的任務(wù)。這樣，既提高了通信線路的利用率，又保證了主機系統(tǒng)的效率，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)中各種資源的利用效率。

ARPANET網(wǎng)絡(luò)成為了第一個實現(xiàn)分布式資源共享的網(wǎng)絡(luò)，同時它還實現(xiàn)了報文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法，采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型及協(xié)議體系，促進了TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)的發(fā)展，為計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。ARPANET網(wǎng)絡(luò)顯示了計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性，促使許多國家組建了規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)，如美國的CYBERNET網(wǎng)絡(luò)、歐洲的EIN情報網(wǎng)和英國國家物理研究所的NPL網(wǎng)絡(luò)等。第二代計算機網(wǎng)絡(luò)的特點是：

(1)實現(xiàn)了分布式的資源共享。

(2)具有分組交換的數(shù)據(jù)交換方式。

(3)采用專門的通信控制處理機。

(4)使用分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

以上幾點也是計算機網(wǎng)絡(luò)的一般特征。1.1.3標準化網(wǎng)絡(luò)

以共享資源為目的的第二代計算機網(wǎng)絡(luò)，大多是由研究部門、大學(xué)或計算機公司自行開發(fā)研制的。例如，IBM公司于1974年率先提出了完整的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA(SystemNetworkArchitecture)；DEC公司于1975年提出了面向分布式網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNA(DigitalNetworkArchitecture)；Univac公司于1976年公布了分布式控制體系結(jié)構(gòu)DCA(DistributedComputerArchitecture)等。這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準使得同一體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品容易實現(xiàn)互聯(lián)，但是不同體系結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品很難實現(xiàn)互聯(lián)。這種局面嚴重阻礙了計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，令用戶在投資方向上無所適從，并可能造成重大的投資損失，同時也不利于多廠商之間的公平競爭，于是，制定統(tǒng)一的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準成為必然。

20世紀70年代后期，許多國際組織，諸如國際標準化組織ISO(InternationalOrganizationforStandardization)、國際電氣電子工程師協(xié)會IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)、國際電報電話咨詢委員會CCITT

(ConsultativeCommitteeofInternationalTelegraphandTelephone)等都成立了專門的研究機構(gòu)來研究計算機系統(tǒng)的互聯(lián)、計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準化等問題。

1979年，ISO公布了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM(OpenSystemInterconnection/ReferenceModel)。1984年，ISO正式公布了著名的國際標準——ISO7498，通常稱它為開放互聯(lián)參考模型OSI/RM。作為國際標準，OSI/RM規(guī)定了互聯(lián)的計算機系統(tǒng)之間的通信協(xié)議，并規(guī)定了凡是遵從ISO提出的OSI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品都是開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。OSI/RM極大地推動了網(wǎng)絡(luò)標準化的進程，使人類步入了第三代計算機網(wǎng)絡(luò)的時代。1.1.4互聯(lián)網(wǎng)與高速網(wǎng)絡(luò)

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們在全球范圍內(nèi)建立了不計其數(shù)的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。為了擴充網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，以實現(xiàn)更大范圍的資源共享，人們迫切需要將這些網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)在一起，于是，國際互聯(lián)網(wǎng)Internet應(yīng)運而生。目前，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正處于這一階段。

Internet是全球規(guī)模最大的、最開放的、由眾多廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)通過多個路由器互聯(lián)而成的巨型計算機網(wǎng)絡(luò)。Internet的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用TCP/IP協(xié)議集。TCP/IP協(xié)議集由傳輸控制協(xié)議TCP和網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議IP構(gòu)成，采用分層結(jié)構(gòu)，它簡單實用，既可提供高效的數(shù)據(jù)傳輸，又能滿足不同服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。同時，使用TCP/IP協(xié)議集還可方便地將不同類型的主機和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，原則上，任何計算機只要遵守TCP/IP協(xié)議，都能按一定的規(guī)則接入Internet。

Internet的發(fā)展大致經(jīng)歷了五個階段：

(1)從1969年ARPANET誕生到1983年，這期間屬于研究試驗階段，主要進行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和試驗，到1984年，ARPANET分解為兩個網(wǎng)絡(luò)，一個仍稱為ARPANET，是民用科研網(wǎng)，另一個是軍用計算機網(wǎng)絡(luò)MILNET。

(2)?1986年，美國國家科學(xué)基金會在美國政府的資助下，租用電信公司的通信線路組建了一個全新的Internet骨干網(wǎng)——國家科學(xué)基金會網(wǎng)絡(luò)NSFNET(NationalScienceFoundationNetwork)，用以連接當(dāng)時的六大超級計算機中心和美國的大專院校及學(xué)術(shù)機構(gòu)。

(3)?1989年，ARPANET解散，同時NSFNET對公眾開放，從而成為Internet最重要的通信骨干網(wǎng)絡(luò)。

(4)?1992年，Internet不再歸美國政府管轄，而成立了一個國際組織Internet協(xié)會(ISCO)，負責(zé)對Internet進行全面的管理，并以制定Internet相關(guān)標準和推廣Internet為目標。

(5)?1994年以后，Internet進入商業(yè)化階段，各政府部門、商業(yè)企業(yè)以及個人廣泛使用Internet，目前全世界絕大部分國家都已紛紛接入Internet。

截止目前，網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)不斷產(chǎn)生，如10?G以太網(wǎng)技術(shù)、全光網(wǎng)絡(luò)、多層交換技術(shù)等，促使計算機網(wǎng)絡(luò)進入了一個高速時代，而且以Internet為核心的高速計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成。Internet已成為世界范圍的信息資源庫，極大地推動著世界科學(xué)、文化、經(jīng)濟和社會的發(fā)展?？梢哉f，Internet的應(yīng)用與普及是人類社會由工業(yè)社會向信息社會發(fā)展的重要標志。第四代計算機網(wǎng)絡(luò)的特點是：

(1)廣泛的資源共享。

(2)高速的數(shù)據(jù)傳輸。

(3)綜合的業(yè)務(wù)服務(wù)。1.1.5局域網(wǎng)的發(fā)展

早期的計算機網(wǎng)絡(luò)大多為廣域網(wǎng)，而局域網(wǎng)的出現(xiàn)與發(fā)展是在20世紀70年代個人計算機(PC)推出以后。到80年代，由于PC機和小型機的性能不斷地提高，價格不斷降低，計算機也開始步入尋常百姓家，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也從科學(xué)計算走入日常事務(wù)處理。由于個人計算機的大量涌現(xiàn)，以信息交換和資源共享為目的的要求開始凸顯。人們開始把一個辦公室、一棟樓或一個園區(qū)的計算機連接起來，相互之間交換信息，交互工作，共享硬件資源(貴重儀器設(shè)備)和軟件資源，于是就產(chǎn)生了局域網(wǎng)技術(shù)。局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展極為迅速，標準化的進程也非常快。自1980年9月由DEC、Intel和Xerox三家公司聯(lián)合研制并公布了以太網(wǎng)的標準規(guī)范后，一系列的局域網(wǎng)標準應(yīng)運而生。其中，以太網(wǎng)技術(shù)最為活躍，應(yīng)用最為廣泛。從1980年公布了標準以太網(wǎng)(傳輸速率為10?Mb/s)以來，很快又制定了百兆快速以太網(wǎng)標準、千兆高速以太網(wǎng)標準及萬兆以太網(wǎng)的標準。近二十幾年中，以太網(wǎng)技術(shù)的傳輸速率從10?Mb/s提高到萬兆每秒，傳輸速率整整提高了1000多倍。交換局域網(wǎng)技術(shù)的問世，是局域網(wǎng)技術(shù)的一次革命性的發(fā)展。交換局域網(wǎng)具有獨占傳輸通道、帶寬的特性，它給用戶提供足夠的帶寬，徹底解決了帶寬的需求問題。

進入20世紀90年代以來，在局域網(wǎng)領(lǐng)域又出現(xiàn)了無線局域網(wǎng)技術(shù)。利用無線局域網(wǎng)技術(shù)，可將網(wǎng)絡(luò)延伸到移動用戶較多和布線困難的公共區(qū)域，使局域網(wǎng)實現(xiàn)全方位的Internet連接，達到網(wǎng)絡(luò)無處不在的標準。

局域網(wǎng)的出現(xiàn)與迅猛發(fā)展，直接影響著計算機網(wǎng)絡(luò)和計算機互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。局域網(wǎng)技術(shù)的不斷更新，為計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史書寫了新篇章。1.1.6計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，促進了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，而網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的不斷擴大，又推動了計算機網(wǎng)絡(luò)進一步的發(fā)展。進入21世紀，計算機網(wǎng)絡(luò)正在向著高速化、綜合化、寬帶化、智能化、標準化、通信的可移動性及安全性等方向發(fā)展。信息高速公路概念的提出為人們展示了信息化社會的美好前景，為用戶提供聲音、圖像、圖形、數(shù)據(jù)和文本的綜合服務(wù)，實現(xiàn)用戶之間的多媒體通信。國際電聯(lián)ITU-T下一代網(wǎng)絡(luò)標準化小組提出：下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、移動通信網(wǎng)和分組網(wǎng)(ATM/IP)的融合，未來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該在統(tǒng)一分組網(wǎng)上支持各種業(yè)務(wù)，是一個真正實現(xiàn)寬帶窄帶一體化、有線無線一體化、有源無源一體化、傳輸接入一體化的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。分組化的、開放的、分層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系是下一代網(wǎng)絡(luò)的顯著特征。下一代網(wǎng)絡(luò)基本上按業(yè)務(wù)層、控制層、傳送層(媒體層)、接入層這四層劃分，各層之間通過標準的開放接口互聯(lián)。業(yè)務(wù)層由一系列的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器組成，可提供各種各樣的業(yè)務(wù)控制邏輯，完成增值業(yè)務(wù)處理，同時提供開放的第三方接口，易于引入新型業(yè)務(wù)。

控制層主要指網(wǎng)絡(luò)為完成端到端的數(shù)據(jù)傳輸進行的路由判決和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能，它是網(wǎng)絡(luò)的交換核心，目的是在傳輸層基礎(chǔ)上構(gòu)建端到端的通信過程。

傳送層面向用戶端，支持透明的TDM線路的接入，在網(wǎng)絡(luò)核心提供大帶寬的數(shù)據(jù)傳輸能力，并替代傳統(tǒng)的配線架，構(gòu)建靈活的長途傳輸網(wǎng)絡(luò)，一般為基于密集波分復(fù)用DWDM技術(shù)的全光網(wǎng)。

接入層在用戶端支持多種業(yè)務(wù)的接入，提供各種寬窄帶、移動或固定用戶接入。接入設(shè)備能向上連接高速傳輸線路，向下支持多種業(yè)務(wù)的接口。

下一代網(wǎng)絡(luò)除了能向用戶提供語音、高速數(shù)據(jù)、視頻信息業(yè)務(wù)外，還能向用戶方便地提供視頻會議、電話會議功能，而且能像廣播網(wǎng)一樣，向有此項要求的用戶提供統(tǒng)一的消息、時事新聞等。1.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)的概念

計算機網(wǎng)絡(luò)比較通用的定義是：將地理位置不同，并具有獨立功能的多臺計算機系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路按不同的形式連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。另外，如果以不同的角度看待計算機網(wǎng)絡(luò)，還可以有其它的定義方式，如從物理結(jié)構(gòu)看，計算機網(wǎng)絡(luò)是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的控制下，由多臺主計算機、若干臺終端、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及其它相關(guān)設(shè)備所組成的計算機復(fù)合系統(tǒng)。1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、功能及特點從以上定義中可以看出，一個計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)包括如下三個部分：

(1)多個計算機系統(tǒng)，為用戶提供服務(wù)和共享的資源。

(2)通信子網(wǎng)由各種通信設(shè)備和通信線路組成。

(3)網(wǎng)絡(luò)軟件，為用戶共享網(wǎng)絡(luò)資源和信息傳遞提供管理和服務(wù)。1.2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能

計算機網(wǎng)絡(luò)具有豐富的資源和多種功能，可以將其歸納為以下五點。

1．?dāng)?shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是指在計算機之間傳送數(shù)據(jù)，包括數(shù)字、文字、聲音、圖像、視頻信號等。計算機網(wǎng)絡(luò)使得各種信息通過通信線路從發(fā)送端傳送到接收端。利用數(shù)據(jù)通信功能，人們可以進行各種遠程的通信，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用，如收發(fā)電子郵件、視頻點播、視頻會議、遠程教學(xué)、遠程醫(yī)療、網(wǎng)上消息發(fā)布等。數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡(luò)各種功能的基礎(chǔ)，有了數(shù)據(jù)通信，才會有資源共享和其它的各種功能。

2．資源共享

在計算機網(wǎng)絡(luò)中有許多昂貴的資源，如大型數(shù)據(jù)庫、巨型計算機等，不能為一個用戶所擁有，所以必須實現(xiàn)資源共享。這里的資源包括硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源。硬件資源包括各種大型的處理器、存儲設(shè)備、輸入/輸出設(shè)備等，如打印機、大容量磁盤，可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)這些硬件的共享，如共享打印機、硬盤空間等。軟件資源包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和驅(qū)動程序等，可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)這些軟件的共享，如多用戶的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序服務(wù)器。數(shù)據(jù)資源包括用戶文件、配置文件、數(shù)據(jù)文件等，可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的共享，如通過網(wǎng)絡(luò)鄰居復(fù)制文件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡(luò)上的資源可以為接入網(wǎng)絡(luò)的所有用戶所共享，任何被授權(quán)的用戶都可以從另外一臺計算機得到自己所需要的資源，從而使這些資源發(fā)揮最大的作用，節(jié)省成本、提高效率、避免重復(fù)。

3．提高系統(tǒng)可靠性

在單個系統(tǒng)中，一個部件或計算機暫時失效時，必須通過替換資源的方法來維持原來系統(tǒng)的繼續(xù)運行。但在網(wǎng)絡(luò)中，一種資源可以存放在多個地點，并且用戶可以通過多種途徑訪問網(wǎng)絡(luò)的某種資源。因此，當(dāng)某一節(jié)點發(fā)生故障時，可以轉(zhuǎn)到其他系統(tǒng)中代為處理或通過別的路徑傳送信息，從而避免了單點失效對用戶的影響，增加了系統(tǒng)的可靠性。

4．促進分布式數(shù)據(jù)處理和分布式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展

由于計算機價格的快速下降，在計算機網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，計算機和通信裝置的性價比發(fā)生了顯著的變化，因此可在獲得數(shù)據(jù)和需進行數(shù)據(jù)處理的地方設(shè)置計算機，把數(shù)據(jù)處理的功能分散到各個計算機上，可利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來實現(xiàn)分布式處理和建立性能優(yōu)良、可靠性高的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

5．提高系統(tǒng)處理能力

在網(wǎng)絡(luò)中，由于每臺計算機需要處理的任務(wù)不同，那么就可能出現(xiàn)忙閑不均，甚至個別計算機負擔(dān)過重的現(xiàn)象，這時，計算機網(wǎng)絡(luò)具有均衡負載的功能，可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)度來協(xié)調(diào)工作，把負擔(dān)過重的計算機上的部分工作交給“閑”的計算機去做。例如，有一些科學(xué)計算題目非常之大，一臺計算機難以完成，這時可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件的統(tǒng)一管理與調(diào)度下，讓多臺計算機協(xié)同工作，共同完成計算，以提高系統(tǒng)的性能。計算機網(wǎng)絡(luò)均衡了網(wǎng)絡(luò)中各個機器的負擔(dān)，提高了系統(tǒng)的利用率及整個系統(tǒng)的處理能力。1.2.3計算機網(wǎng)絡(luò)的特點

1．可靠性

單個計算機或系統(tǒng)難免會出現(xiàn)暫時的故障，致使系統(tǒng)癱瘓。而通過計算機網(wǎng)絡(luò)，可以由其他系統(tǒng)代為處理，也可以提供一個多機系統(tǒng)的環(huán)境，實現(xiàn)兩臺或多臺計算機互為備份以應(yīng)對意外事件。另外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某段線路或某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，信息可以通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他線路或節(jié)點傳送到目的節(jié)點。因此，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供了高度的可靠性，這對于軍事、商業(yè)等領(lǐng)域是非常重要的。

2．獨立性

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個連接的計算機系統(tǒng)是相對獨立的，彼此不受影響，但它們之間又是相互聯(lián)系的，這種表面看起來矛盾的結(jié)構(gòu)也正是計算機網(wǎng)絡(luò)所獨有的。

3．高效性

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以把一個大型復(fù)雜的任務(wù)分發(fā)給幾臺計算機去處理，這樣既可以減輕單個計算機的負擔(dān)，又可以加快數(shù)據(jù)的處理，增強系統(tǒng)的實時性，提高工作效率。

4．透明性

計算機網(wǎng)絡(luò)中的用戶所關(guān)心的只是如何利用網(wǎng)絡(luò)來可靠地完成任務(wù)，即計算機網(wǎng)絡(luò)只是一種工具，用戶只需知道如何操作，而無須考慮網(wǎng)絡(luò)所涉及的技術(shù)和具體工作過程。網(wǎng)絡(luò)對用戶來說具有透明性。

5．可控性

掌握網(wǎng)絡(luò)的使用技術(shù)要比掌握大型計算機系統(tǒng)或是一般計算機的內(nèi)部工作過程簡單得多，并且可以很靈活地在計算機網(wǎng)絡(luò)中接入新的計算機系統(tǒng)，操作方便，易于控制。1.3.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成

計算機網(wǎng)絡(luò)由硬件和軟件兩大部分組成。負責(zé)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)硬件為數(shù)據(jù)的傳輸提供可靠的傳輸通道，它包括計算機系統(tǒng)、通信鏈路和通信設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)軟件控制數(shù)據(jù)通信并實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，它包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)軟件。1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與邏輯結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)軟件各種功能的實現(xiàn)離不開硬件，而沒有軟件的硬件系統(tǒng)也無法完成真正端到端的數(shù)據(jù)通信。對于一個計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，二者都是不可或缺的。一般一個計算機網(wǎng)絡(luò)由計算機系統(tǒng)、通信鏈路和通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)軟件四個部分組成。這四部分就是計算機網(wǎng)絡(luò)的基本組成部分，也常被稱為計算機網(wǎng)絡(luò)的四大要素。

1．計算機系統(tǒng)

計算機網(wǎng)絡(luò)的第一個要素是具備兩臺或兩臺以上擁有獨立功能的計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本單元，是計算機網(wǎng)絡(luò)的主體，是被連接的對象。它主要負責(zé)數(shù)據(jù)信息的收集、處理、存儲和傳播，它還可以提供資源共享和各種信息服務(wù)。計算機系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分，是計算機網(wǎng)絡(luò)中不可缺少的硬件元素。

計算機網(wǎng)絡(luò)連接的計算機系統(tǒng)可以是巨型機、大型機、小型機、工作站或微機，以及筆記本電腦或其它數(shù)據(jù)終端設(shè)備。

2．通信鏈路和通信設(shè)備

除了計算機系統(tǒng)外，計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件部分還包括用于連接計算機系統(tǒng)的通信鏈路和通信設(shè)備，即數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。其中，通信鏈路指的是傳輸介質(zhì)及其連接部件，包括光纜、同軸電纜、雙絞線等。通信設(shè)備指網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，包括以下幾個部分：

(1)調(diào)制解調(diào)器(Modem)。調(diào)制解調(diào)器是一種把要傳輸?shù)男盘栒{(diào)制到載波上或從載波上把信號分離出來的設(shè)備。ITU-TV系列建議的調(diào)制解調(diào)器，大體上采用頻移鍵控調(diào)制、差分移相鍵控調(diào)制、調(diào)相調(diào)幅相結(jié)合的調(diào)制和高速調(diào)制解調(diào)四種調(diào)制方式。目前較為流行的Modem從速率上可分為33.6?Kb/s和56?Kb/s兩種，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸縮小。

(2)網(wǎng)絡(luò)接口卡(NetworkInterfaceCard)。網(wǎng)絡(luò)接口卡簡稱網(wǎng)卡，又稱網(wǎng)絡(luò)適配器，是插在計算機總線插槽內(nèi)或某個外部接口上的擴展卡，它與網(wǎng)絡(luò)程序(網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng))配合工作，負責(zé)把將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備能夠識別的格式，通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸，或從網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)接收信息，并轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)程序能夠識別的數(shù)據(jù)格式。

網(wǎng)卡實現(xiàn)了如下的功能：數(shù)據(jù)緩存、幀的封裝和解封裝、介質(zhì)訪問控制、串/并轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)/編解碼以及數(shù)據(jù)發(fā)送和接收等。目前，常用的網(wǎng)卡有16位或32位。

(3)各種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，如集線器(HUB)、中繼器(Repeater)、交換機(Switch)、網(wǎng)橋(Bridge)、路由器(Router)、網(wǎng)關(guān)(Gateway)等。這些設(shè)備將在后面章節(jié)詳細介紹。

通信線路和通信設(shè)備負責(zé)控制數(shù)據(jù)的發(fā)出、傳送、接收或轉(zhuǎn)發(fā)，包括信號轉(zhuǎn)換、路徑選擇、編碼與解碼、差錯校驗、通信控制管理等，以便完成信息交換。它們在計算機之間建立起一條物理通道，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

3．網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是指通信雙方就通信如何進行所必須共同遵守的約定和通信規(guī)則的集合，如采用何種格式表達、組織和傳輸數(shù)據(jù)，采用何種方式檢查和糾正傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤以及傳輸信息的時序組織與控制機制等。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)采用層次結(jié)構(gòu)，協(xié)議規(guī)定了分層規(guī)則、層間關(guān)系、執(zhí)行信息傳遞過程的方向、分解與重組等。

在網(wǎng)絡(luò)上通信的雙方只有遵守相同的協(xié)議，才能正確地交流信息，就像人們交談要說同一種語言一樣，如果談話里使用不同的語言，就會造成雙方都不知所云，交流被迫中斷。因此，協(xié)議在計算機網(wǎng)絡(luò)中是至關(guān)重要的。一般說來，協(xié)議的實現(xiàn)是由軟件和硬件分別或相互協(xié)作完成的。典型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有：TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、IEEE802標準協(xié)議系列、X.25協(xié)議等。

4．網(wǎng)絡(luò)軟件

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)上的每個用戶都可共享系統(tǒng)中的各種資源，所以系統(tǒng)必須對用戶進行控制，否則就會造成系統(tǒng)混亂、信息數(shù)據(jù)遭破壞和丟失。為了協(xié)調(diào)系統(tǒng)資源，系統(tǒng)需要通過網(wǎng)絡(luò)軟件對網(wǎng)絡(luò)資源進行全面管理、合理調(diào)度和適當(dāng)分配，并采取一系列安全措施，防止用戶對數(shù)據(jù)和信息的不合理訪問及因此而造成的數(shù)據(jù)和信息的破壞和丟失。網(wǎng)絡(luò)軟件是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能所不可缺少的軟環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)軟件通常包括：

(1)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)計算機之間的通信。它是網(wǎng)絡(luò)軟件中最重要、最核心的部分。計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)要通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件才能發(fā)生作用。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件的種類很多，不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都有支持自身系統(tǒng)的協(xié)議，體系結(jié)構(gòu)中不同層次上又有不同的協(xié)議。

(2)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是為計算機網(wǎng)絡(luò)配置的操作系統(tǒng)，它是網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，與網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)相聯(lián)系。網(wǎng)絡(luò)中，各計算機都有自己的操作系統(tǒng)，而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可把它們有機地聯(lián)系起來。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除了具有常規(guī)操作系統(tǒng)所具有的功能外，還具有網(wǎng)絡(luò)通信功能、網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)資源管理功能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能等?，F(xiàn)在，常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有UNIX、NetWare、WindowsNT/2000/2003等。

(3)網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。網(wǎng)絡(luò)管理軟件是用來對網(wǎng)絡(luò)資源進行監(jiān)控管理，對網(wǎng)絡(luò)進行維護的軟件，它提供性能管理、配置管理、故障管理、計費管理、安全管理和網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)監(jiān)視與統(tǒng)計等功能。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件為用戶訪問網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。1.3.2計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不斷完善，為了更好地理解計算機網(wǎng)絡(luò)和充分利用主機資源，提高主計算機的運行速度與執(zhí)行效率，計算機網(wǎng)絡(luò)從邏輯上將數(shù)據(jù)處理、資源共享與數(shù)據(jù)通信處理分開。根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)各組成部分的功能，可將計算機網(wǎng)絡(luò)劃分為兩個功能子網(wǎng)，即資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。這就是計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)。資源子網(wǎng)由計算機系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、通信子網(wǎng)接口設(shè)備、終端、其它數(shù)據(jù)終端設(shè)備和各種軟件資源等組成，它構(gòu)成整個網(wǎng)絡(luò)的外層。資源子網(wǎng)負責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理工作，向用戶提供數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)存儲能力、數(shù)據(jù)輸入輸出能力以及其它數(shù)據(jù)資源。這些資源原則上被所有用戶共享。換句話說，在網(wǎng)絡(luò)中，任何一臺計算機的終端用戶都能夠訪問網(wǎng)絡(luò)中的任何共享的磁盤文件，可以使用網(wǎng)絡(luò)中的任何共享的打印和繪圖設(shè)備，能要求網(wǎng)絡(luò)中任何一臺共享計算機為其進行處理和計算等。但對于一個具體的計算機網(wǎng)絡(luò)來說，并不一定所在的網(wǎng)絡(luò)資源都能為網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶所共享，這取決于設(shè)計和應(yīng)用要求。資源子網(wǎng)中的軟件資源包括本地系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件以及用于實現(xiàn)和管理共享資源的網(wǎng)絡(luò)軟件。通信子網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)的通信功能，專門負責(zé)計算機之間的通信控制與處理，為資源子網(wǎng)提供信息傳輸服務(wù)。通信子網(wǎng)由通信線路和通信控制機CCP(CommunicationControlProcessor)組成。CCP是提供網(wǎng)絡(luò)通信的控制與處理功能的專用處理機(如路由器)。利用通信線路把分布在不同物理位置的通信控制機連接起來就構(gòu)成了通信子網(wǎng)，通信子網(wǎng)構(gòu)成整個網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層，如圖1-4所示。圖中，T代表終端，H代表計算機主機。圖1-4計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)從圖1-4中可以看到，計算機網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)組成。如果沒有通信子網(wǎng)，資源子網(wǎng)就是空中樓閣，它將無法進行數(shù)據(jù)信息的交換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，整個網(wǎng)絡(luò)將無法工作，而沒有資源子網(wǎng)，計算機網(wǎng)絡(luò)也將失去它存在的意義。因此，只有二者密切結(jié)合才能構(gòu)成一個統(tǒng)一的、功能完整的計算機網(wǎng)絡(luò)。1.4.1按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍分類

按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍可將網(wǎng)絡(luò)劃分為局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)三種。

1.4計算機網(wǎng)絡(luò)分類

1．局域網(wǎng)

局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)是將較小地理區(qū)域內(nèi)的各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。也就是說，它是在一個較小區(qū)域范圍內(nèi)，將分散的計算機系統(tǒng)或數(shù)據(jù)終端互連起來為實現(xiàn)資源共享而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。連入局域網(wǎng)的計算機及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通常局限在一個房間、一棟樓宇、一個園區(qū)或一所校園，為本單位使用，所以局域網(wǎng)一般稱為園區(qū)網(wǎng)或校園網(wǎng)。局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)相比，具有以下特點：

(1)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍比較小，一般在幾十米到幾十公里。

(2)傳輸速率較高，通常在10?Mb/s以上，目前可達到10?Gb/s，響應(yīng)時間為百微秒。

(3)誤碼率低，通常在10-8～10-11之間。

(4)局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)簡單，大多采用總線形及星形、環(huán)形等拓撲結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)容易配置和管理，一般采用多路控制訪問技術(shù)或令牌技術(shù)訪問信道。

(5)按照采用的技術(shù)、應(yīng)用范圍和協(xié)議標準的不同，可分為共享局域網(wǎng)和交換局域網(wǎng)。

(6)網(wǎng)絡(luò)控制趨向分布式。由于局域網(wǎng)采用了這種控制方法，因而減少了對某個節(jié)點的依賴性，減輕了一個節(jié)點故障對整個網(wǎng)絡(luò)的影響。同時，由于地理范圍小，傳輸時間有限，并且可以預(yù)先知道傳輸時間，因此網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的概率比較小。

(7)局域網(wǎng)通常歸屬一個單位的組織管理，不對外提供公共服務(wù)，管理方便，保密性好。

常見的局域網(wǎng)有以太網(wǎng)(Ethernet)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)、異步傳輸模式(ATM)等。在我國，幾乎絕大部分局域網(wǎng)都采用以太網(wǎng)技術(shù)，目前全球企業(yè)用戶的90%以上都采用以太網(wǎng)接入。

2．廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)又稱遠程網(wǎng)，是在一個廣闊的地理區(qū)域內(nèi)進行數(shù)據(jù)、語音、圖像信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)。廣域網(wǎng)覆蓋的范圍大，一般可從幾公里到幾萬公里。例如，一個大城市、一個地區(qū)、一個國家或洲際間建立的網(wǎng)絡(luò)都屬于廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)一般由中間設(shè)備(路由器)和通信線路組成，其通信線路大多借助于一些公用通信網(wǎng)，如PSTN、DDN、ISDN等。廣域網(wǎng)的規(guī)模大，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸和資源共享。常見的廣域網(wǎng)有中國公網(wǎng)CHINANET、國家公用信息通信網(wǎng)(金橋網(wǎng))CHINAGBN和中國教育科研計算機網(wǎng)CERNET等。廣域網(wǎng)的主要特點如下：

(1)覆蓋的地理區(qū)域大，通常由幾公里到幾萬公里，網(wǎng)絡(luò)可跨越市、地區(qū)、省、國家、洲，甚至全球。

(2)廣域網(wǎng)的連接常借用公用通信網(wǎng)，單獨建造一個廣域網(wǎng)的費用極其昂貴。

(3)傳輸速率較慢，一般在64?Kb/s～2?Mb/s之間。但隨著廣域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，傳輸速率也在不斷地提高。目前，通過光纖介質(zhì)，廣域網(wǎng)的傳輸速率可提高到155?Mb/s～2.5?Gb/s，最高可達10?Gb/s。

(4)網(wǎng)絡(luò)通信控制比較復(fù)雜，尤其是使用公共傳輸網(wǎng)，要求連接到網(wǎng)上的任何用戶都必須嚴格遵守各種標準和規(guī)程。

(5)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，廣域網(wǎng)大多采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即所有計算機都與交換節(jié)點相連，從而使得網(wǎng)絡(luò)中任何兩個計算機都可以進行通信。

3．城域網(wǎng)

城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)所采用的技術(shù)基本上與局域網(wǎng)相類似，只是在規(guī)模上要大一些，它的覆蓋范圍介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，滿足了大量企業(yè)、機關(guān)、公司的多個局域網(wǎng)互聯(lián)的需求。城域網(wǎng)既可以覆蓋相距不遠的幾棟辦公樓，也可以覆蓋一座城市或一個地區(qū)；既可以是私人網(wǎng)，也可以是公用網(wǎng)；既可以支持數(shù)據(jù)和語音傳輸，也具有圖像和視頻等多種信息的傳輸功能。目前，城域網(wǎng)正逐步地融入到局域網(wǎng)中。1.4.2按通信介質(zhì)分類

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)使用的通信介質(zhì)，可以把計算機網(wǎng)絡(luò)分為有線網(wǎng)(如以雙絞線為傳輸介質(zhì)的雙絞線網(wǎng)，以光纜為傳輸介質(zhì)的光纖網(wǎng)，以同軸電纜為傳輸介質(zhì)的同軸電纜網(wǎng)等)和無線網(wǎng)絡(luò)(以衛(wèi)星、微波等為無線介質(zhì))。1.4.3按通信方式分類

按照網(wǎng)絡(luò)的通信方式，可以將計算機網(wǎng)絡(luò)分為兩類：廣播式網(wǎng)絡(luò)(BroadcastNetwork)和點到點網(wǎng)絡(luò)(Point-to-PointNetwork)。

1．廣播式網(wǎng)絡(luò)

廣播式網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點共享一個公共的通信信道，一臺計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被連接到共享信道的所有其它計算機所接收。廣播式網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于局域網(wǎng)中的總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、星形網(wǎng)絡(luò)和樹形網(wǎng)絡(luò)，在廣域網(wǎng)中主要以微波、衛(wèi)星方式進行通信。這種網(wǎng)絡(luò)的典型代表是以太網(wǎng)。

2．點到點網(wǎng)絡(luò)

點到點網(wǎng)絡(luò)是以點對點的連接方式把各個計算機連接起來的網(wǎng)絡(luò)。這種傳播方式的主要拓撲結(jié)構(gòu)有星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。1.4.4按使用范圍分類

按照計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍和管理性質(zhì)來分，可以將其分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

1．公用網(wǎng)

公用網(wǎng)又稱公眾網(wǎng)，一般由政府的電信部門組建、控制和管理，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸和交換設(shè)備可租用給任何個人或部門使用。

2．專用網(wǎng)

專用網(wǎng)通常是由一個部門、一個系統(tǒng)、一所學(xué)校、一個公司等組建、管理和使用的。多數(shù)局域網(wǎng)屬于專用網(wǎng)。某些廣域網(wǎng)也可用作專用網(wǎng)，如廣電網(wǎng)、鐵路網(wǎng)等。目前，專用網(wǎng)發(fā)展也極為迅速，它們也提供對外租用服務(wù)，形成了與公用網(wǎng)競爭的局面。1.4.5按拓撲結(jié)構(gòu)分類

拓撲學(xué)是幾何學(xué)的一個分支，它是從圖論演變過來的。拓撲學(xué)首先把實體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點，將連接實體的線路抽象成線，進而研究點、線、面之間的關(guān)系。計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲是計算機網(wǎng)絡(luò)的重要特征，通過節(jié)點與通信線路之間的幾何關(guān)系表示結(jié)構(gòu)，描述網(wǎng)絡(luò)中計算機與其它設(shè)備之間的連接關(guān)系。它拋開了網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把工作站、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為點，把網(wǎng)絡(luò)中的電纜等通信介質(zhì)抽象為線，構(gòu)成了不同的幾何圖形，從而抽象出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、功能、可靠性、費用等方面有著重要的影響。選用何種類型的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，要依據(jù)實際需要而定。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)主要有總線形、星形、環(huán)形、樹形、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等幾種。

1．星形網(wǎng)絡(luò)

星形網(wǎng)絡(luò)也叫集中式網(wǎng)絡(luò)。星形網(wǎng)絡(luò)一般由一個功能較強的中心節(jié)點(集線器或交換機)以及一些通過點到點鏈路連接到中心節(jié)點的從節(jié)點組成。中心節(jié)點是整個網(wǎng)絡(luò)的處理控制中心，所有的信息流都必須經(jīng)過中心節(jié)點，從節(jié)點則只有較少的處理控制功能，任何兩個從節(jié)點之間不能直接通信，如果要通信都必須經(jīng)過中心節(jié)點，如圖1-5(a)所示。圖1-5網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖(a)星形結(jié)構(gòu)；(b)樹形結(jié)構(gòu)；(c)總線結(jié)構(gòu)；(d)環(huán)形結(jié)構(gòu)；(e)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中心節(jié)點的性質(zhì)和作用有所不同：一類中心節(jié)點是由交換機或集線器等具有轉(zhuǎn)接功能的設(shè)備擔(dān)任，它溝通各從節(jié)點之間的聯(lián)系，為它們轉(zhuǎn)接信息，僅完成從節(jié)點之間連通的作用；另一類中心節(jié)點是一個具有很強處理能力的計算機，它具有數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)接的雙重功能，它與各自連接到該中心節(jié)點的從節(jié)點組成星形網(wǎng)絡(luò)，從節(jié)點一般可以是計算機或終端。

星形網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點：

(1)結(jié)構(gòu)簡單，便于管理和維護。

(2)易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化布線。

(3)配置方便，網(wǎng)絡(luò)中計算機的添加或移出都非常簡單，易于擴展，易于升級。

(4)容錯性遠遠大于其它結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，如果一臺計算機斷開連接或者一根電纜出現(xiàn)故障，則只有那臺計算機會受到影響，網(wǎng)絡(luò)上其它的計算機可以照常通信。星形網(wǎng)絡(luò)的缺點：

(1)線路專用。

(2)星形網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點控制與管理，中心節(jié)點是整個網(wǎng)絡(luò)可靠性的瓶頸，中心節(jié)點的可靠性基本上決定了整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性，中心節(jié)點一旦出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

(3)中心節(jié)點分布處理能力較低，負擔(dān)重，易成為信息傳輸?shù)钠款i。

2．樹形網(wǎng)絡(luò)

樹形網(wǎng)絡(luò)也叫多級星形網(wǎng)絡(luò)，如圖1-5(b)所示。樹形網(wǎng)絡(luò)是由多個層次的星形網(wǎng)絡(luò)縱向連接而成的。樹形網(wǎng)絡(luò)的特點是聯(lián)網(wǎng)計算機按樹形組成，樹的每個節(jié)點都是計算機或轉(zhuǎn)接設(shè)備。一般來說，越靠近樹根，節(jié)點的處理能力就越強。在樹形結(jié)構(gòu)中有多個中央節(jié)點，但主要的數(shù)據(jù)流通是在網(wǎng)絡(luò)的各分支之間進行的，形成一種分級管理的集中式網(wǎng)絡(luò)，因此樹形網(wǎng)絡(luò)又稱為分級的集中式網(wǎng)絡(luò)，它適合于數(shù)據(jù)分級傳送的場合。在樹形網(wǎng)絡(luò)上，信息交換主要在上、下節(jié)點之間進行，相鄰或同層節(jié)點之間一般不進行數(shù)據(jù)交換。樹形網(wǎng)絡(luò)如果僅有兩級，就變?yōu)樾切尉W(wǎng)絡(luò)，一般說來，樹形網(wǎng)絡(luò)的層次也不宜過多，以免轉(zhuǎn)接開銷過大。樹形網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點：

(1)分級結(jié)構(gòu)，各節(jié)點按一定的層次連接。

(2)連接容易，易于擴展。

(3)易于進行故障隔離，可靠性高。

樹形網(wǎng)絡(luò)的缺點：

(1)共享能力差。

(2)對根節(jié)點的依賴性大，一旦根節(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

(3)電纜成本高。

3．總線網(wǎng)絡(luò)

總線網(wǎng)絡(luò)是由各節(jié)點計算機“掛接”在一條高速公用總線上而構(gòu)成的，如圖1-5(c)所示。對總線網(wǎng)絡(luò)而言，其通信網(wǎng)絡(luò)中只有傳輸媒體，沒有交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都通過介質(zhì)連接接口裝置直接與傳輸媒體相連?？偩€網(wǎng)絡(luò)也是一種常用的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在局域網(wǎng)中，總線上各節(jié)點計算機的地位相等，無中心節(jié)點，屬于分布式控制?？偩€網(wǎng)絡(luò)采用廣播通信方式，即由一個節(jié)點發(fā)出的信息可被網(wǎng)絡(luò)上的多個節(jié)點所接收，因此可采用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(爭用技術(shù))來控制總線上各節(jié)點計算機進行信息發(fā)送和信息接收。目前，最常用的協(xié)議有CSMA/CD訪問控制規(guī)程和令牌傳送訪問控制規(guī)程。總線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點：

(1)結(jié)構(gòu)簡單，易于擴展。

(2)共享能力強，便于廣播式傳輸。

(3)易于安裝，費用低。

(4)采用分布控制方式，各節(jié)點通過總線直接通信。

(5)各工作節(jié)點平等，都有權(quán)爭用總線，不受某節(jié)點仲裁。總線網(wǎng)絡(luò)的缺點：

(1)實時性較差，當(dāng)節(jié)點通信量較大時，網(wǎng)絡(luò)性能會急劇下降。

(2)網(wǎng)絡(luò)效率和帶寬利用率低。

(3)傳輸媒體的負載能力有限，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的個數(shù)受限制。

(4)訪問控制復(fù)雜。

4．環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是一種常見的局域網(wǎng)類型，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點計算機由一條通信線路連接形成一個首尾相連的閉合環(huán)路，如圖1-5(d)所示。在環(huán)路中，信息是按一定方向從一個節(jié)點傳輸?shù)较乱粋€節(jié)點的，每個節(jié)點按位轉(zhuǎn)發(fā)信息。環(huán)形信道也是一條廣播式信道，常用令牌控制來協(xié)調(diào)各節(jié)點的信息發(fā)送和信息接收工作。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點：

(1)各節(jié)點間無主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單。

(2)信息流在網(wǎng)絡(luò)中沿單向傳遞，延遲固定，實時性較好。

(3)兩個節(jié)點之間僅有惟一的路徑，簡化了路徑選擇，有利于進行故障排除。

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的缺點：

(1)可靠性差，任何線路或節(jié)點發(fā)生故障，都有可能引起整個網(wǎng)絡(luò)的故障，且故障檢測困難。

(2)可擴充性差。

5.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)也叫分布式網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)每一節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)上其它所有節(jié)點都有通信線路連接，這種網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性隨著節(jié)點數(shù)目的增加而迅速增長，如圖1-5(e)所示。例如，將5個節(jié)點用點—點方式全部連接起來，每個節(jié)點需4條線路，必須有4個通信端口，整個網(wǎng)絡(luò)共需要10條線路。該類網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是無需路由選擇，通信方便。但這種網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)雜，適合于節(jié)點數(shù)少，距離很近(如一個房間)的環(huán)境中使用。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的主要特點如下：

(1)節(jié)點存在冗余鏈路，可靠性高。

(2)可選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能。

(3)管理復(fù)雜，需要解決路徑連接、拓撲優(yōu)化、流量控制等問題。

(4)線路成本高。1.4.6按其他方式分類

根據(jù)數(shù)據(jù)交換方式，網(wǎng)絡(luò)可以分為電路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、幀中繼交換網(wǎng)、ATM交換網(wǎng)和混合交換網(wǎng)；按照信息的傳輸速度的快慢不同，網(wǎng)絡(luò)可以分為低速網(wǎng)、中速網(wǎng)和高速網(wǎng)；按照數(shù)據(jù)的組織方式的不同，網(wǎng)絡(luò)可分為分布式數(shù)據(jù)網(wǎng)和集中式數(shù)據(jù)網(wǎng)；按照信息的共享方式的不同，網(wǎng)絡(luò)可分為對等網(wǎng)和非對等網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展使得原來僅限于軍事和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步擴展到人們的日常生活領(lǐng)域，而且在整個世界的任何角落都可以看到網(wǎng)絡(luò)的影子。當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)最廣泛的應(yīng)用有如下7個方面。1.5計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

1．計算機網(wǎng)絡(luò)在辦公自動化中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)化辦公系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)信息共享和公文流轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在，許多大公司基本上實現(xiàn)了無紙化的網(wǎng)上辦公，不僅提高了辦公效率，還節(jié)約了辦公經(jīng)費，降低了產(chǎn)品成本。例如，通過電子郵件，公司就可以很方便地與分布在不同地區(qū)的子公司或其他業(yè)務(wù)單位建立聯(lián)系，及時地交換信息；我國的高考錄取工作已經(jīng)開始實行網(wǎng)上錄取，學(xué)生的畢業(yè)文憑和學(xué)位證書也進行了電子注冊，實現(xiàn)了網(wǎng)上認證。

2．計算機網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)在，許多現(xiàn)代化的企業(yè)均采用了大量的自動化系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的核心是計算機控制技術(shù)。為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，需要通過計算機網(wǎng)絡(luò)將許多自動化系統(tǒng)互聯(lián)起來。著名的工廠自動化協(xié)議(MAP/TOP)就是基于此目的，由美國通用汽車公司和波音公司開發(fā)的。同時，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)等工業(yè)領(lǐng)域。

3．計算機網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)上的應(yīng)用

電子數(shù)據(jù)交換EDI(ElectronicDataInterchange)是一種新型的電子貿(mào)易工具，是計算機、通信和現(xiàn)代管理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它通過計算機通信網(wǎng)絡(luò)將貿(mào)易、運輸、保險、銀行和海關(guān)等行業(yè)信息表現(xiàn)為國際公認的標準格式，實現(xiàn)公司之間的數(shù)據(jù)交換和處理，并完成以貿(mào)易為中心的整個交易過程。由于使用EDI可以減少甚至消除貿(mào)易過程中的紙質(zhì)文件，因此又被通俗地稱為“無紙貿(mào)易”。用戶憑借著這種電子貿(mào)易工具可以實現(xiàn)網(wǎng)上購物、遠程醫(yī)療、遠程炒股等足不出戶的業(yè)務(wù)。

4．計算機網(wǎng)絡(luò)在教育中的應(yīng)用

遠程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是利用因特網(wǎng)技術(shù)，與教育資源相結(jié)合，在計算機網(wǎng)絡(luò)上進行的教學(xué)方式。通過網(wǎng)絡(luò)進行教育最明顯的優(yōu)勢是可以使有限的教育資源成為近乎無限的、不受時間和資金限制的、人人可以享受的全民教育資源。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)利用現(xiàn)代通信技術(shù)實施遠程交互作用，學(xué)習(xí)者可以與遠程的教師通過電子郵件、BBS等實現(xiàn)交互教學(xué)，學(xué)員之間也可進行類似的交流和互助學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以采用多種多樣的教學(xué)形式，可以進行個別化教學(xué)，也可以進行小組協(xié)作學(xué)習(xí)，還可以接受遠程廣播教育。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中可以組織優(yōu)秀的教師，采用最好的教材與教法，利用最好的資源，最大限度地實現(xiàn)資源共享，取得更好的教學(xué)效果。

5．計算機網(wǎng)絡(luò)在金融業(yè)中的應(yīng)用

電子銀行是一種在線服務(wù)系統(tǒng)，它以因特網(wǎng)為媒介，為客戶提供銀行賬戶信息查詢、轉(zhuǎn)賬付款、在線支付、代理業(yè)務(wù)等自助金融服務(wù)。這種系統(tǒng)只有采用高強度加密算法，客戶的資料和信用卡信息才不會被外界獲取。電子銀行的出現(xiàn)標志著人類的交換方式已經(jīng)從物物交換、貨幣交換發(fā)展到了信息交換的新階段。中國工商銀行開辦的ICBC個人網(wǎng)上銀行為擁有工商銀行個人牡丹靈通卡、信用卡、貨記卡或結(jié)合賬戶卡的客戶提供賬務(wù)信息查詢、卡賬戶轉(zhuǎn)賬、銀證轉(zhuǎn)賬、基金業(yè)務(wù)、外匯買賣、B2C在線支付、異地匯款、代繳學(xué)費、個人抵押、個人理財?shù)冉鹑诜?wù)。

6．計算機網(wǎng)絡(luò)在個人通信及信息訂閱檢索中的應(yīng)用

計算機網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)將傳統(tǒng)的個人通信方式拓展了。人們廣泛使用的E-mail不僅可以傳送文本文件，而且還可以用于傳送語音與圖像文件。另外，廣泛存在于網(wǎng)絡(luò)中的各種BBS、新聞組可以讓不同地域的人們就某個感興趣的話題進行討論，十分方便。

人們還可以通過網(wǎng)絡(luò)向公共傳媒服務(wù)商訂閱所感興趣的新聞或報紙，然后服務(wù)商會將訂閱的新聞傳送到你的計算機或手機上，這類服務(wù)業(yè)可以應(yīng)用在雜志和學(xué)術(shù)論文的在線數(shù)字圖書館；另一類就是以WWW方式訪問各類信息系統(tǒng)，它包括的信息類型有政府、教育、藝術(shù)、保健、娛樂、科學(xué)、體育、旅游等各個方面，目前比較大的網(wǎng)站有網(wǎng)易、搜狐、新浪等。此外，搜索引擎的產(chǎn)生，也為人們在信息浩如煙海的互聯(lián)網(wǎng)中進行信息檢索提供了極大的方便。百度、Yahoo和Google等搜索引擎已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)上點擊率最高的網(wǎng)站。

7．計算機網(wǎng)絡(luò)在娛樂中的應(yīng)用

隨著寬帶通信與視頻演播的快速發(fā)展，新的電影可能成為交互式的，觀眾可以在看電影時隨時隨地參與到電影情節(jié)中去。而且，網(wǎng)絡(luò)在線游戲正在逐步成為互聯(lián)網(wǎng)娛樂的重要組成部分，也是互聯(lián)網(wǎng)最富群眾性和最有潛力的贏利點。一般而言，電腦游戲可以分為四類：完全不具備聯(lián)網(wǎng)的單機游戲、具備局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)功能的多人聯(lián)網(wǎng)游戲、基于因特網(wǎng)的多用戶小型游戲和基于因特網(wǎng)的大型多用戶游戲。最后這一種游戲有大型的客戶端軟件和復(fù)雜的后臺服務(wù)器系統(tǒng)。目前，世界各地的一大批網(wǎng)絡(luò)游戲猶如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，已經(jīng)在全球形成了一種極有前景的產(chǎn)業(yè)。總之，計算機網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)對經(jīng)濟、文化、教育、科學(xué)的發(fā)展與人類生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生了重要影響，基于計算機網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用、各種信息服務(wù)、通信與家庭娛樂都正在促進信息產(chǎn)品制造業(yè)、軟件產(chǎn)業(yè)與信息服務(wù)業(yè)的高速發(fā)展，也正在引起社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和從業(yè)人員結(jié)構(gòu)的變化，將來會有更多人從事信息產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)的工作。另一方面，計算機網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用也帶來了一些新的社會、道德、法律問題。例如，計算機犯罪正在引起社會的普遍關(guān)注。由于這一類型的犯罪具有極大隱蔽性，因此對計算機網(wǎng)絡(luò)的安全構(gòu)成了巨大的威脅。國際上的計算機犯罪案件正在以很快的速度增長，在Internet上的黑客攻擊事件不勝枚舉；計算機病毒從1986年首次發(fā)現(xiàn)以來，種類已經(jīng)發(fā)展到幾百萬種。所以要使網(wǎng)絡(luò)安全、有序地運行，就必須加強網(wǎng)絡(luò)使用規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)安全與道德教育，需要全體網(wǎng)絡(luò)用戶共同努力。

Internet的建設(shè)與發(fā)展給整個社會的科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟與文化帶來了巨大的推動和沖擊，同時也給計算機網(wǎng)絡(luò)工作者帶來了新的挑戰(zhàn)。Internet/Intranet的安全技術(shù)是一項長期的、綜合的系統(tǒng)工程，需要我們在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域做長期的規(guī)劃。隨著Internet/Intranet技術(shù)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)安全面臨重大挑戰(zhàn)。事實上，資源共享和信息安全歷來就是一對矛盾，而計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的開放性決定了網(wǎng)絡(luò)安全問題是先天存在的，TCP/IP框架基本上是不設(shè)防的。1.6計算機網(wǎng)絡(luò)的安全隨著Internet的飛速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)資源共享進一步加強，隨之而來的是安全問題日益突出，黑客攻擊肆虐全球。同時，目前人們也開始重視來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的安全威脅。

計算機網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品有以下幾大特點：第一，網(wǎng)絡(luò)安全來源于安全策略與技術(shù)的多樣化，如果采用一種統(tǒng)一的技術(shù)和策略也就不安全了；第二，網(wǎng)絡(luò)的安全機制與技術(shù)要不斷地變化；第三，隨著網(wǎng)絡(luò)在社會各方面的延伸，進入網(wǎng)絡(luò)的手段也越來越多，因此，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程。為此建立有中國特色的網(wǎng)絡(luò)安全體系，需要國家政策和法規(guī)的支持及集團聯(lián)合研究開發(fā)。安全與反安全就像矛盾的兩個方面，總是不斷地向上攀升，所以安全產(chǎn)業(yè)將來也是一個隨著新技術(shù)發(fā)展而不斷發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。

計算機網(wǎng)絡(luò)安全主要包括數(shù)據(jù)加密技術(shù)及應(yīng)用、PKI/PMI技術(shù)及應(yīng)用、身份認證技術(shù)、TCP/IP體系的協(xié)議安全、計算機病毒、木馬和間諜軟件與防治、網(wǎng)絡(luò)攻擊與防范、防火墻技術(shù)及應(yīng)用、VPN技術(shù)及應(yīng)用等。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展動向主要包括計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展、異步傳輸模式(ATM)、MAN和SMDS、移動計算機網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)質(zhì)量控制、計算機網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工程等。1.7計算機網(wǎng)絡(luò)的先進技術(shù)

1．下一代Web研究

下一代的Web研究涉及四個重要方向：語義互聯(lián)網(wǎng)、Web服務(wù)、Web數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)格。語義互聯(lián)網(wǎng)是對當(dāng)前Web的一種擴展，其目標是通過使用本體和標準化語言，如XML、RDF(ResourceDescriptionFramework)和DAML

(DARPAAgentMarkupLanguage)，使Web資源的內(nèi)容能被機器理解，為用戶提供智能索引、基于語義內(nèi)容檢索和知識管理等服務(wù)。Web服務(wù)的目標是基于現(xiàn)有的Web標準的，如XML、SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)、WSDL(WebServicesDescriptionLanguage)和UDDI(UniversalDescription，DiscoveryandIntegration)，為用戶提供開發(fā)配置、交互和管理全球分布的電子資源的開放平臺。

Web數(shù)據(jù)管理是建立在廣義數(shù)據(jù)庫理解的基礎(chǔ)上的，以在Web環(huán)境下實現(xiàn)對信息方便而準確的查詢與發(fā)布，以及對復(fù)雜信息的有效組織與集成。從技術(shù)上講，Web數(shù)據(jù)管理融合了WWW技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息檢索技術(shù)、移動計算技術(shù)、多媒體技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，是一門綜合性很強的新興研究領(lǐng)域。網(wǎng)格計算在初期主要集中在高性能科學(xué)計算領(lǐng)域，以提升計算能力，并不關(guān)心資源的語義，故不能有效地管理知識，但目前網(wǎng)格已從計算網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為面向服務(wù)的網(wǎng)格，語義就成為提供有效服務(wù)的主要依據(jù)。

2．網(wǎng)絡(luò)計算

網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到我們工作和生活中的每個角落，Internet將遍布世界的大型和小型網(wǎng)絡(luò)連接在一起，使它日益成為企事業(yè)單位和個