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网络技术的发展及特点
计算机信息技术在社会中广泛应用,促进了各个领域的发展。尤其是计算机网络技术的发展使得人们的生活也随之发生改变。下面是小编为大家搜索整理的关于网络技术的发展及特点,欢迎参考阅读,希望对大家有所帮助!
1、计算机网络技术的发展
从1945年第一台计算机的诞生到计算机网络的普及应用,计算机部分地代替了人的智能,计算机网络提高了人们之间信息传递的速度,缩短了人与人之间的距离,使全人类的资源共享、信息交流成为可能。计算机不再是孤立的一台一台机器,它成为连接整个信息社会的基础设施。支撑信息社会的重要技术是计算机技术、数据通信技术和信息内容及处理技术以及这三种技术的汇合。这些技术形成了信息社会的三个行业,总产值的比例分别为:计算机技术占44%;通信技术占28%;信息内容及处理技术占28%。
计算机网络的发展过程大致经历了四个阶段:
第一代:远程终端连接
第一代计算机网络技术始于20世纪60年代,是计算机网络发展的初期。在此阶段计算机网络是以单个计算机为中心的面向终端为特征的,也就是远程终端连接。所谓远程终端连接就是所有的计算机需要连接到计算机终端上,在此类技术中,需要有一个主机来作为网络的中心和控制者,终端(键盘和显示器)分布在各处并与主机相连,用户通过本地的终端使用远程的主机。这种网络系统的主要功能是对信息进行批处理。另外这种网络有一个缺点,就是他的的通信会受到限制,而且子网之间无法通信,只有终端和主机之间的可以进行通信。
第二代:计算机网络阶段(局域网)
局域网始于20世纪70年代,在此阶段计算机网络技术得到迅速发展,避免了第一代网络的通信限制的问题。在局域网中,用户不必经过主机进行通信,而且使得多个主机之间可以实现互联。在开发局域网的时候,人们像了很多办法,人们首先借鉴了电信部门的电路交换的思想。虽然电路交换在以一定程度上可以提高网络的可靠性和可用性,但是电路交换也存在一定的问题。计算机数据的产生往往是“突发式”的,比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时,或计算机正在进行处理而未得出结果时,通信线路资源实际上是空闲的,从而造成通信线路资源的极大浪费。据统计,在计算机间的数据通信中,用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。另外,由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同,采用电路交换就很难相互通信。为此,必须寻找出一种新的适应计算机通信的交换技术。这种新的技术就是分组交换技术。分组交换网是由若干节点交换机和连接这些交换机的链路组成,每一结点就是一个小型计算机。分组交换技术的出现,解决了计算机互联的问题,使得局域网得到有效的开展。
第三代:计算机网络互联阶段(广域网)
广域网始于20世纪80年代, 在这一时期,国际标准化组织(ISO)制订了开放体系互联基本参考模型(OSI/RM)。自此之前虽然计算机之间可以互相通信,但由于厂家的不同使得计算机之间的通信还是受到一定的限制,存在不能兼容的问题。OSI/RM模型的制定使得不同厂家生产的计算机之间可以实现互连。另外,在广域网的发展中,TCP/IP协议的诞生成为关键。TCP/IP协议是遵循国际标准化协议的计算机网络,具有统一的网络体系结构。局域网络系统日渐成熟。随着计算机网络的普及和应用推广,越来越多的用户都希望将自己的计算机连网。然而实现不同系列、不同品牌的计算机互连,显然并不是一件容易的事情。因为相互通信的计算机必须高度协调工作,而这种协调是相当复杂的。为了降低网络设计的复杂性,早在当初设计ARPANET时,就有专家提出了层次模型20世纪80年代开始,人们着手寻找统一的网络体系结构和协议的途径。国际标准化组织ISO于1977年成立了专门机构研究该问题,并于1984年正式颁布了开放系统互连参考模型OSI-RM在计算机网络发展的进程中,另一个重要的里程碑就是出现了局域网络。
第四代:信息高速公路(高速,多业务,大数据量)
20世纪90年代,网络技术得到快速发展,其中以信息高速公路、ATM技术、ISDN、千兆以太网为主要技术。信息高速公路使得计算机开始进入人们的生活,信息高速公路的最大特点是能够实现人机的交互,人可以利用网络进行网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网络图书馆等。自OSI参考模型推出后,计算机网络一直沿着标准化的方向在发展,而网络标准化的最大体现是Internet的飞速发展。Internet是计算机网络最辉煌的成就,它已成为世界上最大的国际性计算机互联网,并已影响着人们生活的各个方面。由于Internet也使用分层次的体系结构,即TCP/IP网络体系结构,使得凡遵循TCP/IP的各种计算机网络都能相互通信。进入20世纪90年代后,网络进一步向着开放、高速、高性能方向发展。由于Internet还存在着技术和功能上的不足,加上用户数量猛增,使得现有的Internet不堪重负。1993年美国政府提出了“NGII(Next Generation Internet Initiative)行动计划”,该计划的目标是:开发规模更大、速度更快的下一代网络结构,使之端到端的数据传输速率超过100 Mb/s甚至10 Gb/s;提供更为先进、实时性更高的网络应用2服务,如远程教育、远程医疗、高性能的全球通信、环境监测和预报等,NGII计划将使用超高速全光网络,能实现更快速的交换和路径选择;保证网络信息的可靠性和安全性。
2、网络技术的特点
计算机网络就是要把各个独立的计算机连接恰里使得他们之间可以自由通信,进而实现计算机之间的数据和资源的共享,只是计算机网络技术发展的主要目的。在计算机网络的发展中,期特点主要表现为以下几点:
1.能实现数据信息传输和集中处理
计算机通过网络可以将在计算机上的信息传递到服务器上,服务器对这些信息进行集中处理。这样就可以实现集中处理,而且传输速度大大加快。
2.可共享计算机系统资源
计算机网络可以使各个主机之间通过网络进行传输,从而实现资源共享。而且随着网络技术的发展,资源共享更加快捷,信息的类型也更加多样化。
3.能进行分布处理
负载均衡是网络的一大特长。在计算机网络技术中,所有的信息都要传递到服务器上才能得到处理。在一些大型网站中,由于访问量大,对服务器的负荷也大。在这种情况下,网站可以将不同地域上放置服务器,这样就可以分担服务器的负荷,实现各服务器的负荷均衡,同时用户也省了不少冤枉路。
4.综合信息服务
网络不仅能够提供人们所需要的各种信息,而且网络技术的智能化使得网络技术的应用范围越来越广。比如:网上购物、联机会议等。
3、网络技术的应用领域
网络技术的应用领域很广,主要有以下几方面。
分布式超级计算分布式超级计算将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来,并用网络中间件软件“粘合”起来,形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。
分布式仪器系统 分布式仪器系统使用网络管理分布在各地的贵重仪器系统,提供远程访问仪器设备的手段,提高仪器的利用率,方便用户的使用。
数据密集型计算并行计算技术往往是由一些计算密集型应用推动的,特别是一些带有巨大挑战性质的应用,大大促进了对高性能并行体系结构、编程环境、大规模可视化等领域的研究。数据密集型计算的应用比计算密集型的应用多得多,它对应的数据网络更侧重于数据的存储、传输和处理,计算网络则更侧重于计算能力的提高。在这个领域独占鳌头的项目是欧洲核子中心开展的数据网络(DataGrid)项目,其目标是处理2005年建成的大型强子对撞机源源不断产生的PB/s量级实验数据。
远程沉浸 这是一种特殊的网络化虚拟现实环境。它是对现实或历史的逼真反映,对高性能计算结果或数据库可视化。“沉浸”是指人可以完全融入其中:各地的参与者通过网络聚集在同一个虚拟空间里,既可以随意漫游,又可以相互沟通,还可以与虚拟环境交互,使之发生改变。已经开发出几十个远程沉浸应用,包括虚拟历史博物馆、协同学习环境等。远程沉浸可以广泛应用于交互式科学可视化、教育、训练、艺术、娱乐、工业设计、信息可视化等许多领域。
信息集成网络最初是以集成异构计算平台的身份出现,接着进入分布式海量数据处理领域。信息网络通过统一的信息交换架构和大量的中间件,向用户提供“信息随手可得”式的服务。网络信息集成将更多应用在商业上,分布在世界各地的应用程序和各种信息通过网络能进行无缝融合和沟通,从而形成崭新的商业机会。
信息集成如信息网络、服务网络、知识网络等,是近几年网络流行起来的应用方向。2002年,Globus联盟和IBM在全球网络论坛上发布了开放性网络服务架构及其详细规范,把Globus标准与支持商用的万维网服务标准结合起来。2004年,Globus联盟、IBM和惠普(HP)等又联合发布了新的网络标准草案,把开放性网络服务架构详细规范I转换成6个用于扩展万维网服务的规范,网络服务已与万维网服务彻底融为一体,标志着网络商用化时代的来临。
网络技术的发展,标准是关键。就像TCP/IP协议是因特网的核心一样,构建网络计算也需要对核心——标准协议和服务进行定义。一些标准化团体正在积极行动。迄今为止,网络计算虽还没有正式的标准,但在核心技术上,相关机构与企业已达成一致,由美国阿贡国家实验室与南加州大学信息科学学院合作开发的Globus 计算工具软件已成为网络计算实际的标准,已有12家著名计算机和软件厂商宣布将采用Globus 计算工具软件。作为一种开放架构和开放标准基础设施,Globus 计算工具软件提供了构建网络应用所需的很多基本服务,如安全、资源发现、资源管理、数据访问等。所有重大的网络项目都是基于Globus 计算工具软件提供的协议与服务的。
除了标准以外,安全和可管理性、人才的缺乏也是网络计算亟待解决的一个问题,否则它将无法成为企业的商业架构。在真正实现商业应用之前,还需要解决许多问题。即便如此,构建全球网络的前景仍是无法抗拒的。
此外,网络技术的应用还催生了网络语言学。这门新兴学科是由中国知名学者周海中教授于2000年首先提出的。在其《一门崭新的语言学科——网络语言学》一文中,他对网络语言学的研究对象、研究方法、研究任务、学科属性和定位问题等作了精辟阐述;此后,网络语言学引起国际学术界的关注。
4、网络技术的主要功能
一般来说,计算机网络可以提供以下一些主要功能:
资源共享
网络的出现使资源共享变得很简单,交流的双方可以跨越时空的障碍,随时随地传递信息。
信息传输与集中处理
数据是通过网络传递到服务器中,由服务器集中处理后再回送到终端。
负载均衡与分布处理
负载均衡同样是网络的一大特长。举个典型的例子:一个大型ICP(Internet内容提供商)为了支持更多的用户访问他的网站,在全世界多个地方放置了相同内容的WWW服务器;通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面,这样来实现各服务器的负荷均衡,同时用户也省了不少冤枉路。
综合信息服务
网络的一大发展趋势是多维化,即在一套系统上提供集成的信息服务,包括来自政治、经济、等各方面资源,甚至同时还提供多媒体信息,如图象、语音、动画等。在多维化发展的趋势下,许多网络应用的新形式不断涌现,如:
①电子邮件――这应该是大家都得心应手的网络交流方式之一。发邮件时收件人不一定要在网上,但他只要在以后任意时候打开邮箱,都能看到属于自己的来信。
②网上交易――就是通过网络做生意。其中有一些是要通过网络直接结算,这就要求网络的安全性要比较高。
③视频点播――这是一项新兴的娱乐或学习项目,在智能小区、酒店或学校应用较多。它的形式跟电视选台有些相似,不同的是节目内容是通过网络传递的。
④ 联机会议――也称视频会议,顾名思义就是通过网络开会。它与视频点播的不同在于所有参与者都需主动向外发送图像,为实现数据、图像、声音实时同传,它对网络的处理速度提出了最高的要求。
以上对网络的功能只是略举一二,我们将在以后的篇幅中用更详尽的案例去充实大家对网络的理解。
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