盘算机网络的发展史（盘算机网络发展历史与展望）
虽然盘算机网络仅仅阅历了几十年的发展过程，但现如今它已经成为了人们生涯中不可或缺的一部分，甚至是公民经济、国度安全中至关主要的一个环节。因此本文针对盘算机网络的发展进行介绍，一方面回想其发展历史，另一方面也介绍了在未来网络架构范畴几个主要的研讨结果，以期对读者有所赞助。
一、盘算机网络的发展历史
1. 互联网的前身
早在1960年以前就已经涌现了通讯网络，也就是电报网络与电话网络。当时这两种网络采取电路交流技巧进行通讯，重要特色是通讯速率较为固定。然而这种技巧有一个较大缺陷，以电网网络为例，用户在应用电路交流技巧进行通话时，通话的双方总是一方在讲话，另一方在听话，听话的一方即使没有说话也会占用通讯信道，而且通讯的进程中会有停顿，因此这种通讯方法效力较低。
电话网络
为了改良通讯效力，包交流网络技巧于1961年首次被麻省理工学院的Leonard Kleinrock提出，后来的盘算机网络采取的就是包交流网络技巧。包交流网络技巧的实质是将所须要传输的数字化信息依照必定长度进行“分组”并“打包”，每一个“包”上带有地址信息与掌握信息。这些“包”通过“存储—转发”的方法进行发送，如果信道未被占用就会传输，因此并不会长时光占用通讯信道，大大晋升了通讯效力。
分组交流理论
到了20世纪60年代中期，由于各个研讨机构中的大型盘算机均处于孤立状况，不能相互通讯，而且不同厂商生产的盘算机不能进行信息交互，因此美国国防部下属的高等研讨筹划署（Advanced Research Projects Agency，ARPA）就开端试图寻找一种办法使盘算机能够互联互通，从而便于学者分享他们的学术研讨结果。
在1967年的美国盘算机协会（Association for Computing Machinery，ACM）会议上，ARPA提出了ARPANET（Advanced Research Projects Agency Network）的想法从而解决使盘算机互联互通。具体来说，该想法是将起源于不同生产厂商的盘算机与一种特别的盘算机相连，这个特别的盘算机被称为接口信息处置器（Interface Message Processor，IMP）。IMP之间可以相互通讯，并且IMP也可以与其相连的盘算机通讯。
ARPANET
到1969年，ARPANET被胜利开发。分离位于加州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福研讨院与犹他大学的四个大型盘算机通过IMP组成了小型盘算机网络，并且应用了名为网络掌握协定（Network Control Protocol，NCP）的通讯协定。
2. 互联网的形成
1972年，ARPANET项目组中的两个核心成员Vint Cerf与Bob Kahn开端合作研讨互联项目（Internetting Project），该项目标目标是将不同的盘算机网络进行互联，从而使位于不同网络中的盘算机能够通讯。然而在研讨进程中，他们须要战胜很多网络间的不兼容问题，例如不同的数据包大小、不同的数据接口、不同的传输速率以及不同的数据可靠性需求等。为此，Vint Cerf与Bob Kahn提出了网关的概念，从而作为不同网络间的数据传输媒介。
互联项目
TCP/IP协定
Vint Cerf与Bob Kahn于1973年发表了一篇里程碑式的论文，在该论文中他们概述了端到端的数据传输协定，即传输掌握协定（Transmission Control Protocol，TCP）。这篇关于TCP协定的论文提出了封装、数据报等概念，并且明白了网关的概念与功效。在1977年10月，一个由ARPANET、无线电分组交流网络（Packet Radio）与卫星信包网（Packet Satellite）组成的盘算机网络胜利进百思特网行了通讯试验，由此不同网络间的通讯成为了可能。
不久以后，美国政府决议将TCP协定分成两个协定，分离是传输掌握协定（TCP）与互联网协定（Internet Protocol，IP）。IP协定重要负责数据报的路由，而TCP重要负责更高层的功效，例如分段（Segmentation）、重组（Reassembly）与错误检测（Error Detection）。由此就发生了我们熟知的TCP/IP协定。
1981年在美国国防部的赞助下，加州大学伯克利分校更改了UNIX操作体系，将TCP/IP协定纳入其中。这一举动大大增进了网络互联的进度。1983年，美国政府决议摈弃原有的ARPANET协定，正式应用TCP/IP协定作为官方通讯协定。此后，只要想通过应用互联网接入位于不同网络中的盘算机就必需应用TCP/IP协定。
MILNET
1983年，ARPANET被分成两个网络，一个是军用网络（Military Network，MILNET），重要服务于部队用户，另一个是ARPANET，重要服务于普通用户。
CSNET
在互联网的发展历史中，另一个里程碑是1981年问世的盘算机科学网（Computer Science Network，CSNET）。CSNET由美国国度科学基金会（National Science Foundation，NSF）赞助树立，当时该网络由于没有与美国国防部树立合作关系，因此并没有参加ARPANET。又过了几年，由于大多数美国高校都成立了盘算机科学系，这些高校相继接入CSNET。与此同时，其他科研机构与公司也都应用TCP/IP协定组建盘算机网络并实现网络互联。至此，互联网（Internet）这一源于美国政府赞助网络互联项目成为了所有应用TCP/IP协定的盘算机网络的代名词。
NSFNET
鉴于CSNET的胜利，NSF于1986年赞助树立了国度科学基金网（National Science Foundation Network，NSFNET），该网络作为骨干网衔接了美国国内五个超级盘算机中心。NSFNET许可各个社区的网络接入其中，因此它可以使全部美国进行互联。在1990年，ARPANET正式退役并且被NSFNET代替。1995年又重新成为了重要服务于美国科研机构的网络。值得一提的是，NSFNET采取了三级网络架构，即主干网、地域网与校园网，该架构为现在的网络建设供给了主要参考。
NSFNET
ANSNET
在1991年，美国政府以为NSFNET不能支撑迅速增加的网络流量。由此IBM、Merit与Verizon三家公司结合树立的一个非盈利机构，即Advanced Network & Services（ANS），该机构树立了一个新的高速主干互联网，被称为先进网络服务网络（Advanced Network Services Network，ANSNET）。
3. 今天的盘算机挽留过
现如今，盘算机网络被分成多个商用主干网，由不同的网络服务供给商（Internet Service Provider，ISP）来运营，并形成了多层级构造。与此同时，互联网运用也层出不穷，包含万维网、多媒体、网络游戏、社交网络、在线支付等。
二、盘算机网络的发展展望
随着盘算机网络的范围与用户数目不断增加，以TCP/IP协定为基本的盘算机网络系统构造逐渐裸露出了诸多弊病，这些弊病大致可以分为四个方面，具体描写如下：
（1）安全性
盘算机网络在设计之初，仅仅斟酌了端到端之间的数据通讯，并没有将信息的安全性融入盘算机网络百思特网的设计理念之中。又由于盘算机网络的开放性，任何人可以在随心所欲地接入盘算机网络，因此现如今盘算机网络安全事件频发，网络攻击的手腕也多种多样。
（2）移动性
随着智能终端装备的小型化，以及无线通讯技巧的发展，盘算机网络不仅要处置固定终端发生的数据，还要处置与移动终端相干联的流量。然而TCP/IP实质上难以应对移动终端带来的诸多问题，例如终端IP的频繁变更、移动环境下数据毛病率较高级问题。
（3）可扩大性
随着电脑、手机、平板等智能终端的价钱下降，越来越多的装备接入到了盘算机网络中，这就导致IPv4地址资源严重不足，难以满足互联网更大范围的发展。
（4）节能性
节能环保是盘算机网络面临的又一难题。2005年，谷歌公司的一位工程师曾提出，公司用于保持电脑运行的电费开支比购置电脑硬件本身更贵。由此如何下降互联网耗电量，供给互联网能源应用率成为了网络技巧研讨中一个主要课题。
为懂得决上述难题，学术界与工业界提出了多种计划，例如MobileIP、IPSec、NAT、QoS保障机制等。同时，也有一部分学者提出须要重新设计盘算机网络架构，以从基本上解决上述难题。具体来说，目前较为热点的新型盘算机网络架构如下：
软件定义网络
软件定义网络（Software-Defined Network，SDN）是在2006年由斯坦福大学Clean State研讨组提出的一种新型网络系统构造。SDN的重要特色是分别了网络的掌握层面与数据层面，通过掌握层面集中掌握数据层面的数据转发，从而使网络流量的掌握更加灵巧。
SDN系统构造共包含运用层面、掌握平面与数据层面。数据层面由路由器、交流机、主机等网络通用硬件装备组成，各个装备之间依据掌握层面的指令构建数据衔接；掌握层面重要包括SDN掌握器，该掌握器不仅存储了全局网络信息，同时也负责制订数百思特网据转发规矩并下发掌握指令，重要应用的协定是OpenFlow；运用层面负责管控丰硕多样的网络运用，网络用户无需关怀底层细节就可以进行网络编程与运用安排。
SDN
信息中心网络
信息中心网络（Information-Centric Network，ICN）完整推翻了以TCP/IP为基本的互联网设计理念。ICN直接对所传输的数据或须要获取的信息进行命名，并以此来进行数据的收发，由此大大下降了网络对IP地址的依附水平。同时ICN还设计了散布式缓存机制，即网络内的路由器与主机等网络装备均会缓存它们所传输的数据，从而进步数据分发效力。
智慧协同标识网络
智慧协同标识网络（Smart Identifier Network，SINET）是由我国北京交通大学张宏科教授及其研讨团队自主研发的新型网络系统。SINET的相干研讨两次获得了我国973筹划的赞助。
SINET架构由三个层次组成，分离是智慧服务层、资源调度层与网络组件层。智慧服务层重要负责管理网络中的网络服务，包含视频、语音、文本、及时聊天等。网络组件层负责管理网络中的硬件装备，包含主机装备、路由器、网关等。资源调度层则负责动态调度网络组件层的网络组件，来满足智慧服务层的网络服务需求。此外，SINET分离在智慧服务层、资源调度层与网络组件层采取服务标识、族群标识与组件标识来标志不同的网络实体。
SINET