网络系列--依据历史发展观,论述为什么需要计算机网络?从专业技术角度分析计算机网络应该如何发展?
依据历史发展观,论述为什么需要计算机网络?从专业技术角度分析计算机网络应该如何发展?
回顾计算机网络发展史
20世纪50年代末,美苏冷战时期,迫于古巴导弹危机带来的压力,美国军方为避免计算机被炸毁而导致网络瘫痪,建设了一个军用网来保证即便部分计算机被袭击摧毁,其他部分仍然正常通信和联系。这就是后来大名鼎鼎的“ARPANet”,其采用了分组交换技术。
阿帕网设计之初只是为了连接4台计算机,但很快就达到几十台。早期,阿帕网采用的是NCP协议,他有一个很大缺点,即只能用于同构环境中。而异构又是计算机世界普遍存在的现象。无疑这样会大大限制互联网的发展,用户使用体验也极为不好。
后来被称为互联网之父的罗伯特·卡恩和温特·瑟夫于1974年,在IEEE期刊上,发表了一篇题为《关于分组交换的网络通信协议》的论文,正式提出TCP/IP,用以实现计算机网络之间的互联。而后又经过近10年的时间,美国国防部高级研究计划局决定淘汰NCP协议,TCP/IP取而代之。从那时起,现代计算时网络的基础就已经形成。
从TCP/IP的地位确定之日起,为了解决早期协议设计上的不足,又在TCP/IP协议上不停的打补丁。为缓解地址不足的问题,提出来NAT将内外网隔离,地址得以复用。为了解决TCP/IP没有认证的安全问题,ssl被提出,为网络通信提供安全及数据完整性。
计算机网络存在的理由
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需求是驱动网络发展的根本动力,在早期计算机出现之后,伴随着个人对计算机需求的快速增长,计算机互联互通成为了大众的需求,也正是这个需求促使计算机网络的诞生。然后计算机性能伴随着摩尔定律的指示的速度飞速提升,快速的计算又促进了人们对网络更高带宽、更低时延的需求。且随着联网设备的不断增多,原来的“身份证”IPV4已经不足以支撑如此庞大的用户群体,伴随而来的是NAT、IPV6等技术。可见,计算机网络的存在就是为了满足人们使用计算机时候的各种需求,而现在,计算机网络的快速发展也反向促使用户产生了更多的需求,这种发展关系一定程度上符合安迪比尔定律:“What Andy gives, Bill takes away”,正是这样不断的提出需求、解决问题的过程才有了今天的计算机网络。
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计算机网络是屏蔽计算机物理差异的有效方法。在计算机诞生至今,无数大大小小不同架构不同操作系统的机器出现,由于一系列客观的原因,这些机器大多是异构的。而当今网络世界是需要万物互联的,这就需要计算机网络在其中作为中介,异构的计算机遵守同样的协议,收发同样的分组报文,从而构成一整个互联的网络。这也是TCP/IP能够取代NCP的重要原因之一。
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如今尚且没有能够取代现代计算机网络的技术出现。从现代互联网的基石TCP/IP诞生至今,已有几十年时间。几十年前没有人能够想到世界上会有如此多的机器需要联网,没能想到会有如此大量的信息需要传输,甚至没有想到在互联网上会有一系列的安全问题。虽然TCP/IP从出生到现在一直在产生新的问题,但是都被一个个科学家们通过一系列的改进缓解了问题。如今的计算机网络就像一座摩天大楼,纵然其内部有很多问题,但是修修补补之后仍然能够正常使用,倘若要将大楼推倒重建,获得的好处可能会比付出的代价小的多,所以在学术界虽然一直有新的技术被提出,但是一直没有能在产业撼动这座摩天大楼的地位。所以在没有出现新的具有革命性意义的新网络技术出现的情况下,当前的网络结构仍然会在较长一段时间服务于全世界的网民。
计算机网络的未来
纵观所有技术的发展史,没有哪项技术是永恒的,都是在不断发展并不断涌现出新的技术,计算机网络也是如此,而每项看似了不起的技术都是一代一代的发展的结果。因此,我们需要以历史发展观为指导思想,回顾技术发展史,以问题为导向,立足于现在,展望未来。
今天的计算机网络已经不仅仅局限于一种技术,更多的是代表一种科学。
传统网络基础架构的在可拓展性、安全性、移动性和QoS上的大量问题使得其从出生至今一直在修修补补,但是头痛医头脚痛医脚的方法无法从根本上解决问题。
所以,我认为,将来的互联网是:能够满足海量用户的请求,为用户提供底层的安全保障,高带宽低时延,移动性和可拓展性强、并且不再依赖于特定的硬件,具有一定的弹性,能够提供诸如Qos等功能,开放共享的服务于每一个用户的下一代新型的网络架构。