网络的基本概念

演进逻辑与关键技术

各阶段的迭代标志着网络拓扑结构和通信协议的根本性变革。

• 诞生阶段：20世纪60年代中期之前，以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用如飞机订票系统，终端通过通信线路连接到主机，主机前端通常设有前端机(FEP)负责通信任务。
• 形成阶段：20世纪60年代中期至70年代，以ARPANET为代表的多机互联系统。通过接口报文处理机(IMP)实现物理互联，网络结构被划分为负责信息处理的资源子网和负责数据传输的通信子网。
• 互联互通阶段：20世纪70年代末至90年代，核心是解决不同厂家设备间的兼容性。OSI体系结构和TCP/IP体系结构相继产生，实现了网络协议的标准化。
• 高速发展阶段：20世纪90年代至今，光纤技术和高速网络技术普及。以因特网(Internet)为代表的互联网全面融入社会生活，网络向宽带化、综合化方向演进。

需要注意的是，容易混淆的是 ARPANET 的归属，它属于第二阶段即形成阶段的标志性产物，而非网络诞生之初的单中心联机系统。

基础通信与共享

• 数据通信：这是最主要、最基础的功能，实现了不同系统间的数据信息传递。
• 资源共享：建立网络的主要目的。不仅包括硬件资源（如打印机）的共享，还包括软件和数据资源的共享，极大提升了资源利用率。

管理与协作

• 管理集中化：为办公自动化和管理信息系统提供支撑，实现跨地域的集中统一管理。
• 实现分布式处理：将复杂的课题分解给网络中不同的计算机分工协作，提升解决大规模问题的效率。
• 负荷均衡：当某台计算机过载时，系统将工作负荷动态分配给其他空闲系统，避免单点瓶颈。

核心性能指标辨析

深入理解性能指标对于评估网络服务质量(QoS)至关重要。

• 带宽与吞吐量：带宽表示通信线路传送数据的最高数据率能力，是理想情况下的上限；而吞吐量是实际运行中，单位时间内通过网络（或接口）的实际数据量，受带宽和网络拥塞程度限制。
• 时延：由发送时延、传播时延、处理时延和排队时延四部分组成。往返时间(RTT)则表示从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方确认所经历的总时间。
• 利用率：包括信道利用率和网络利用率。完全空闲的信道利用率为零，并非 100%，这一点在计算负载时需要明确。

非性能特征

这些特征决定了网络在工程建设与长期维护中的可行性。

• 工程成本：涵盖建设费用与后续维护费用。
• 标准化与可靠性：是否符合国际标准（如 IEEE 802 系列），以及网络在故障时的自愈能力。
• 扩展性与维护性：网络在规模扩大时是否容易升级，以及日常管理是否便捷。