计算机网络-1

做前端开发这几年来，我一直对网络技术的知识懵懵懂懂，虽然工作中真正用到网络方面的东西也不算很多，但是遇到一些网络或请求错误时， 处理起来总觉得有些吃力。最近抽时间读了一本网络技术基础书本，为了巩固这些知识，在这里写下来，以便梳理自己的思路，也备以后回来复习。如有错误或者疏漏，请多多指教。

 

网络是一个很通用的词语，在生活中，我们会涉足各种网络。任何由大量不同空间和地点中的有关联关系的组织或者设施构成的网状关系，都是网络，如人际关系网， 邮电网， 物流网络等。这里，我说的是计算机网络，那我们就先从计算机说起。

早期的计算机

计算机为什么叫计算机，它明明功能丰富多样且强大，但听起来却和一个简简单单的电子计算器差别无几。其实起初的计算机确实相当简单，只能单纯地按照某个固定的程序做一些特定计算，一次只能完成一项任务，这类计算机的系统就被称为单用户批处理(Batch processing)系统。

那个时代，计算机本身的计算能力有限，而且输入输出的方式非常不方便，用户需要将输入信息制作成一沓穿孔卡片，将这些卡片插入到读卡机，读卡机会将这些信息录制到一盘磁带上，再由专门的人员将磁带插入到计算机中，计算机执行程序完成计算；再由相关人员拿着计算机输出的磁带到读卡机打印结果，整个过程耗时几小时甚至几天，计算机的使用效率非常低。

20世纪50年代的计算机是非常昂贵的，科研机构不可能做到每人配备一台计算机，为了提高计算机的利用率，人们改进了单用户批处理系统，推出了多道批处理系统，允许多个用户共享一台计算机资源，这类系统称为分时系统。

 

 

 

在分时系统中，每一个用户分别配有一套由显示器和键盘等外设组成的终端，终端通过控制线路与计算机相连。用户通过终端向计算机发送命令，计算机计算完成后通过控制线路将结果返回给终端。一台计算机同时连接多个终端，处理多个用户的任务，计算机的使用效率提高了很多。

刚开始人们只能通过串行线缆连接终端和主机计算机，慢慢地发展为通过调制解调器连接到电话网络， 通过电话网络与计算机远程通信。

调制解调器：调制器和解调器的简称，通常因为谐音被我们称作“猫”，调制器可以将数字信号转换为模拟信号，解调器则将模拟信号转换为数字信号。由于计算机使用的是数字信号，而电话网络使用的是模拟信号，要将计算机连接到电话网络就需要一个调制解调器将这两种信号相互转换。 

分时系统中的这种终端与计算机之间的远程通信，并不是一个计算机网络，因为没有它构成计算机与计算机之间的通信。计算机网络应该是由大量的计算机基于网络线路及网络设备（例如路由器和交换机）行成的一个计算机通信网。

互联网的由来

1964年， 波兰裔美国人保罗.巴兰（Paul Baran）发布了《论分布式通信》，首次提出分布式网络的概念，这种网络与电话网络完全不同，电话网络通信采用的是一种称为电路交换的技术，这种技术需要通信双方之间建立一条独占的物理通道进行消息发送，一旦这条通道断开，通信立即结束。而保罗.巴兰提出的这种分布式网络，不需要依靠专用的线路，在一个节点出现问题时，可由其他节点将消息转发给另外的节点，继而转送到目的节点。这种通信方式需要将消息划分成很多消息块（Message Block）独立发送。这个新的通信概念当时并没有得到很多人的支持，甚至被很多技术专家嘲笑，因此也没有继续发展。

不久后，一位叫做唐纳德.戴维斯（Donald Davies）的威尔士人由于意识到电话通信网络中， 通信各方需要将电话线保持为拨通状态才可以连接到计算机而引起很大的资源浪费问题，他在英国国家物理实验室设计并实现了一个小型分布式网络系统，并将试验结果公布出来，这跟保罗的分布式思想非常相似，他将消息划分成包（Packet），因此这个网络也被称为“包交换网络（Packet Switching）”。这就是我们今天的互联网的理论基础。

唐纳德的分布式网络的成功引起了当时美国国防部高级研究计划局（ARPA：Advanced Research Project Agency）的项目经理拉里. 罗伯茨（Larry Roberts）的注意，他当时正在寻找一种比电话网络容错能力更强的通信网络，这个分布式网络正是他需要的，于是他公布了一个将包交换网络付诸实践的计划，这项被叫做ARPAnet的计划于1969年上线测试，当时只连接了四个节点：斯坦福研究院，加州大学圣塔芭芭拉分校，加州大学洛杉矶分校和犹他大学。

ARPAnet不是每台计算机直接相连，而是将每一台计算机连接到一个叫做IMP的消息处理设备上（如今的路由器的祖先），而各个IMP相互连接，负责接收和转发计算机消息。当两台IMP设备之间的线路出现故障时，IMP可以选择另外一条路径发送消息给目的计算机。

后来，ARPAnet迅速扩展，连接了同期出现的大量网络，成为如今的互联网雏形，但是想要连接到ARPAnet，须机构得拿到美国国防部的合同才能够获得授权，并不是每个组织都能够自由地加入这个网络。这很大地限制了ARPAnet的发展。1980年，NSF（美国国家科学基金会）投资建立了一个计算机网络，允许那些无法加入ARPAnet的研究机构加入进去，资源共享，这个网络叫做计算机科学网络（CSNET）。

1985年，NSF在它投资的5家美国的研究院和高校中分别建立了一个超级计算机中心，并通过一张骨干网络将这5个中心和它之前投资的美国国家大气研究中心这6个节点连接了起来。这个骨干网还连接了大大小小的不同的研究机构和无数高校，实验室和图书馆，称为NSFNET，这个网络就是如今互联网骨干网的最重要的组成部分。然而NSFNET也有它的局限性，由于最初它的目的就是为了科研而生，它的拨款章程规定：此款项用于促进和支持计算机与其他科学技术的发展和应用，主要用于科技研究和教育。这使得NSFNET不可用于商业目的。

然而随着经济发展和时代变化，互联网用于科研和教育之外的需求变得不可忽视。1989年，MCI通信公司获得许可将自己的商业电子邮件系统加入了NFSNET，同时，陆续有一些商业系统加入了NFSNET。终于在1991年，NSF将NSFNET交由一家名为ANS的非营利企业，改名为ANSNET。自此，网络逐渐走向商业化。

而最终使得我们每一个人可以走进互联网世界的一件事发生在1989年，有一位英国的工程师提姆.伯纳茨.李编写了第一个网页浏览器，为个人走向互联网开了一扇窗。1991他的团队制定了HTTP标准版本，十年后，他发明了万维网。

万维网：WWW（World Wide Web），是存在Internet计算机中，数量巨大的文档的集合。这些文档也称为页面，页面存储这超文本信息，可以用于描述超媒体，如文本，图像，音频和视频等多媒体。Web信息是由相互关联的文档组成的，而使其联系在一起的是超链接。

科研时代的互联网主要用于电子邮件，远程登录和文件传输等，功能有限，而万维网的出现让互联网世界变得丰富多彩，用户体验友好，涌现出了各种各样的应用平台，购物交友平台，让互联网成为我们生活的一部分，不可或缺的一部分。