计算机网络的发展历程可以追溯到20世纪60年代。最初的计算机网络是由美国国防部高级研究计划署(ARPA)资助的ARPA网,目的是在分布式计算环境中实现资源共享,并为防御部门提供通信能力。ARPA网采用分组交换技术,即将数据分成多个数据包进行传输,从而提高了网络的传输效率。在计算机发展的早期阶段,主要面向批处理的应用。随着计算机技术和通讯技术的不断发展,计算机网络逐渐向用户态、多用户态、分布式系统等方面发展。
1983年,ARPAnet接受了TCP/IP协议,实现了不同网络之间互联,这就是因特网的雏形。1987年,美国国家科学基金会(National Science Foundation,简称NSF)在全美国建立了6个超级计算机中心,当时,这个网络已经可以覆盖美国大部分学校、政府、科研机构,是一种三级网络结构。各大学的主机可连接到本校的校园网,校园网可就近连接到地区网,每个地区网又连接到主干网,主干网再通过高速通信线路与ARPANET连接。这样一来,学校中的任一主机可以通过NSFNET来访问任何一个超级计算机中心,实现用户之间的信息交换。
计算机网络的拓扑结构是指网上计算机或设备与传输媒介形成的结点与线的物理构成模式。它对网络的性能、网络协议的实现、网络的可靠性以及网络通讯成本都有重要影响。主要分为以下几种结构:星形、总线形、环形、树形、网状形。
- 星形拓扑结构:所有计算机都连接到一个中央设备上,如交换机或集线器,这种结构适用于小型局域网。
- 总线型拓扑结构:所有计算机通过一条公共通道(如电缆)连接到一个中央设备上,这种结构适用于中型局域网。
- 环型拓扑结构:所有计算机通过一个循环路径连接到一个中央设备上,这种结构适用于小型局域网。
- 树型拓扑结构:将大型组织分成若干个子组织,每个子组织都有自己的中央设备和终端设备,这种结构适用于大型组织。
- 网状型拓扑结构:没有中央设备,每个计算机都是另一个计算机的终端设备,这种结构适用于互联网。
以下是对原文的重构:
在计算机网络中,有多种拓扑结构。其中,星形拓扑是指存在一个中心节点,每个节点通过点到点的链路与中心节点连接,所有通信都通过中心节点进行。这种结构在交换局域网中非常常见。而总线形拓扑则是指所有节点都连接到一条作为公共传输媒体的总线上,信息的传输以广播方式进行。环形拓扑则是以共享媒体方式进行数据传输,每个节点都与两个相邻节点相连,节点之间采用点到点链路,网络中所有节点构成一个闭合的环。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。树形拓扑可以看作是星形拓扑的扩展,它由多个层次组成,每一层都是一颗子树。最后是网状形拓扑,节点之间的连接是任意的,没有规律 。有一种特殊的网状就是全连接,任何两个节点间都有连接。
在选择拓扑结构时,需要考虑其优缺点。例如,在资源有限的情况下,经济问题会影响世界的所有方面。政府无法主导所有资源,因此将网络交给ISP服务商才能满足全民用网需求。在军用领域为了可靠性才会使用网状结构,而在民用领域只能在成本制约下选择合适的拓扑结构。
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