1.4 计算机通信网

随着通信的不断发展和数字技术的采用，使得以数字化为基础的计算机和通信技术开始向同一方向发展，形成了计算机与通信的结合——计算机网络。

1.4.1 计算机通信网的产生过程

1946年电子计算机问世后的几年里，计算机与通信并没有什么关系。1954年出现了收发器（Transceiver），可将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机。此后，用户可在远地的电传打字机上键入自己的程序，而计算机算出的结果又可从计算机传送到远地的电传打字机上打印出来。计算机与通信的结合就这样开始了。

当初计算机在和远程终端相连时，是一个联机系统，如图1-10所示，必须在计算机上增加一个线路控制器（Line Controller），计算机和终端还要通过调制解调器才能与电话线路相连，完成模拟信号与数字信号的变换。

20世纪60年代初出现了多重线路控制器（Multiline Controller）。它可和多个远程终端相连接，如图1-11所示。这种联机系统称为面向终端的计算机通信网，也称第一代计算机网络。

后来设计出了如图1-12所示的前端处理机（Front End Processor,FEP），它分工完成全部的通信任务，而让主机（即原来的计算机）专门进行数据处理，提高了主机的效率；同时，为了节省通信线路，降低通信费用，可在远程终端较密集处加一个集中器（Concentrator）。集中器也是一种通信处理机。集中器的一端用多条低速线路与各终端相连，其另一端则用一条较高速率的线路与计算机相连。由于集中器不是简单的多路复用器，而是一个智能复用器，它可利用一些终端的空闲间隙传送其他处于工作状态的终端的数据。这样，所用高速线路的容量就可以小于各低速线路容量的总和，从而明显地降低了通信线路的费用。由于集中器距终端较近，在集中器与各终端之间往往可省去调制解调器。

1.4.2 计算机通信网的组成

上面介绍的早期计算机网络都是面向终端的，它们是以单个主机为中心的，各终端经通信线路共享主机的软硬件资源。在20世纪60年代，这种面向终端的计算机通信网获得了很大的发展，其中许多网络至今仍在使用。随着数据通信网络的发展，计算机网络逐步过渡到以网络为中心。从计算机网络组成的角度看，典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为用户资源子网（或称用户子网）和通信子网两部分，即用户子网和通信子网两级子网结构，如图1-13所示。

用户子网是指所有端节点（包括它们所有的设备）以及连接这些节点的链路的集合体，具体设备有主机、终端控制器和终端等。通信子网是指所有转接节点以及连接这些节点的链路集合体，具体设备有节点处理机、传输链路和通信软件等。本章1.3节介绍的数据通信网就可以作为计算机网络的通信子网。

1.4.3 计算机通信网分类

以传输技术划分，计算机通信网可分为广播网络和点对点网络。广播网络上所有计算机共享一条通信道，任一计算机发出的称为分组的短报文将被网络上的所有计算机收到。分组中的地址域表示发方所希望的接收者。一旦计算机收到一个分组，它就检查该地址域，如果该分组确实是发给自己的，就处理该分组，否则就忽略该分组。广播网络可以很方便地使用目的地为所有用户的广播（Broadcasting）地址或目的地为一组特定用户的组播（Multicasting）地址。点对点网络由许多计算机对之间的连接组成。在这样的网络里，一个分组要从源主机发往宿主机，通常要经过一至多个中间计算机节点以及节点间的链路，并且这些节点和链路不是唯一的。因此，对于点对点网络来说，路由算法很重要。

一般来说，地理位置上局域的计算机网趋向于采用广播网络，较大范围的网络往往是点对点的。以规模大小来分，计算机通信网可分为以下几类。

① 多处理系统通信（10～100m）。

② 局域网（LAN）通信（10～1 000m）。

③ 城域网（MAN）通信（几十km）。

④ 广域网（WAN）通信（几百km以上）。

Internet是一个特定的计算机网络，它通过IP把各个具体的数据通信子网互连在一起，形成一个逻辑上的Internet网络。子网之间的互连设备称为路由器，它能实现IP分组的选路和转发，并通过各子网传送IP分组。在Internet的资源子网上，有很多服务器，提供Web、电子邮件、文件共享、语音聊天等丰富的服务。简单易通的IP、丰富而廉价（甚至免费）的业务是Internet普及的关键因素。