计算机网络初学——计算机网络概论

1 计算机网络的形成与发展

1.1计算机网络发展的4个阶段

1.1.1第一阶段——计算机网络的初步形成

第一阶段可以追溯到20世纪50年代（1940~1950） ，这个阶段的特点和标志性的成果。

1. 数据通信技术逐渐成熟，为计算机网络奠定了技术基础
2. 分组交换概念的提出为计算机网络得形成奠定了理论基础
3. ARPANET的成功运行证明了分组交换理论的正确性。
4. TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的互联网网络奠定了坚实的基础

ARPNET与Internet一样，是计算机网络形成过程中标志性网络，除此之外还有一个NSFNET

ARPANET的研究人员初期将网络协议分为传输控制协议（TCP）和互联网络协议（IP）。
TCP：实现两主机间分布式进程通信的功能
IP：实现分组通过通信子网的路由选择功能

1.1.2 第二阶段——互联网形成与发展

第二阶段可以追溯到20世纪90年代（1980~1990） ，这个阶段的特点和标志性的成果。

1. E-mail、FTP、TELNET、DNS等应用展现出计算机网络广阔的应用背景。
2. NSFNET允许商业应用加快了Internet形成速度。
3. Web技术的出现促进了电子商务，电子政务等等应用的发展
4. 全球信息高速化和用户大规模的加入使互联网加速发展

1.1.3 第三阶段——移动互联网的形成与发展

第三阶段可以追溯到20世纪90年代（1980~1990） ，这个阶段的特点和标志性的成果。

1. 移动IP技术与无线通信技术
2. 移动通信网与互联网业务的融合
3. 可穿戴计算设备促进了移动网络应用的快速发展
4. 移动互联网成为信息产业新的增长点

1.1.4 第四阶段——物联网的形成与发展

第四阶段开始于2010年前后 ，这个阶段的特点和标志性的成果。

1. 物理世界与网络世界的融合促进了物联网的发展
2. 感知技术 智能技术的发展为物联网的发展奠定了基础

计算机网络沿着 互联网——移动互联网——物联网的轨迹发展

1.2 分组交换技术的基本设计思路

在否决了电话交换网之后（缺点一：通信线路利用率低，缺点二：电话线路误码率高。这两点不适用于计算机之间的数据传输）研究人员提出了一种新的数据交换技术——分组交换

1. 独立性，联网计算机独立完成数据的接受和转发
2. 分组，将欲发送的数据封装成多个短的、有固定格式的分组
3. 存储转发，若发送主机与接受主机之间没有直接道路，可通过中间节点（路由器）采用存储转发的方法来转发分组
4. 选择算法，每个路由器可以根据链路状态和分组的目的地，通过选择算法寻找最优路线。
5. 可组合，接受完所有的分组之后，将所有分组组合起来还原成原文。
   分组交换技术最重要的三个概念：分组，路由器选择，存储转发。

1.3 ARPANET的设计思想

美国国防部为了满足“可生存网络”的要求，创造了APRANET，采用了分组交换的思想
设计者将ARPANET分为两个部分：通信子网和资源子网

通信子网转发节点使用一种叫做接口报文处理器（IMP）的小型计算机来实现，IMP之间速率为56kbps，每个IMP都与多个IMP关联，保证了整个通信子网的安全性和可靠性。

有可能出现数据的重复，丢失，乱序。

1.4 TCP/IP的研究与发展

1972年，ARPANET的研究人员希望将不同类型的网络互连起来，从而提出了一种叫做网关的设备来实现网络互联，这时的网关从功能上来说就是一种路由器。

1977年，ARPANET研究人员提出了 传输控制协议（Transport Control Protocol，TPC）与互联网网络协议（Internet Protocol，IP）
TCP实现源主机和目的主机操作系统之间分布式进程通讯的功能
IP协议主要用于标识节点地址与实现路由选择功能。