1. 网络技术竞争阶段(1970~1993)
3.1 电信数据网
1960年代是数据通信技术的发展初期,当时的数据终端没有智能,电信部门所能提供的网络是模拟电话网络,数据通信是在模拟线路上进行的,传输质量差,噪声干扰大。
1970年代出现了低速时分多路复用器和调制解调器,这个时期的数据通信通过公用电话网进行,传输质量有所提高。1970年代末出现的分组交换技术X.25[2]采用了统计复用技术,大大提高了通信线路的利用率、可靠性和质量,在相当一段时间内成为了数据通信的主流,在全世界范围内也大规模建设了基于X.25的电路交换公众数据网。随着局域网的发展,基于X.25的电路交换公众数据网成为世界范围的“互联网”。
1970年代中期,在美国已经出现了用户对高速优质专线业务的需求,美国AT&T公司开始向用户提供数字数据网(DDN)业务。随着传输网络的数字化发展和改造,由最初的模拟线路、伪同步数字网(PDH)再到同步数字网(SDH),DDN以其灵活的接入方式和相对较短的网络延迟,受到了世界各地用户的欢迎,曾一度得到了广泛的发展。直到进入21世纪,才逐步被其它技术所替代。
1980年代,产生了综合业务数字网(ISDN)技术。但由于ISDN标准化的过程太慢,以及异步传递模式(ATM)、帧中继(FR)和IP等技术的兴起,ISDN逐步成为一种典型的窄带接入技术。
进入1990年代,随着数据业务进一步发展以及网络传输质量的改善,基于X.25的分组交换网络已经暴露出很多缺点,无法适应当时的业务发展需求,帧中继和ATM技术作为X.25的改善型技术被提出,尤其是ATM技术在当时被认为是宽带ISDN(B-ISDN)的承载技术而得到了大力的发展,ATM骨干网络替代了X.25网络成为互联网的骨干网络。ATM的出现使得端到端的高速、有服务质量(QoS)保证的数据业务成为可能,但ATM最终没能取代IP进入用户桌面应用。
进入21世纪后,随着技术的发展,路由器技术在吸取了ATM技术的精髓之后获得了技术性的突破,吉比特线速转发的路由器被研发成功,光传输技术的发展使得以太网在单模光纤上的传输距离最大可以达到600公里以上。因此,IP网络逐渐取代ATM网络成为互联网的主体网络,ATM则逐渐退出历史舞台。
3.2 计算机网络
1946年第一台数字计算机问世时,还没有计算机通信的概念。最早的计算机通信网是面向终端的联机系统,结构是一台主机通过物理线路连接多台终端。一方面,随着计算机技术的发展,多主机间进行通信,构成一个分布式的系统共享信息,成为一个越来越强烈的需求,另一方面,人们早就意识到与所有用户间设立连接线路的技术路线非常不经济,不适于计算机通信。
1969年在美国阿帕网(ARPANET)投入运行,虽然当时只有四个节点,但已经奠定了计算机网的基本型态与功能。1973年,英国的NPL也开通了分组交换试验网。此外,法国也于1973年开通了CYCLADES试验网,首次引入了通过终端(而不是网络)来保证数据有效传送的概念,这一思想被互联网后来的核心技术传输控制协议/IP(TCP/IP)继承了下来,影响了整个互联网的发展。欧美国家为分组技术建立的试验网,培养了大量的研究人员与工程技术人员,这些都成为后来计算机网络发展的基础。
1974年,IBM提出了一个私有系统网络体系SNA(Systems Network Architecture),对计算机网络功能严格按照功能进行了层次的划分。计算机网络体系结构的出现,是计算机网络理论上的一个飞跃,大大加快了计算机网络研发的工作。在当时不同厂家,有着不同的体系结构,为了建立一个统一的计算机网络体系,国际标准化组织(ISO)在1977年成立机构研究这个问题,在SNA基础上提出一个著名的开放系统互联参考模型(OSI/RM)[3],这是一个复杂且完备的模型,出现在当前各个计算机网络教材中以帮助理解计算机网络的基本原理与概念。但由于OSI模型过于复杂也难以实现,使得它停留在了只是一个“参考模型”的地位上。SNA的出现与OSI参考模型的推出,也意味着计算机网络进入了一个私有协议与公开标准互相竞争的时代。这一时代一直到互联网的出现才最终结束,公开标准全面胜出。
计算机网络从20世纪60年代末至今,新的技术不断出现,也有很多被淘汰,多种技术的竞争推动了互联网的出现、发展与普及。其中,有两种技术对互联网的出现有着非常深刻的影响并且延续到了今天(已经超过了35年的生命期,并且没有停止使用的迹象),一个是实现单个实验室和企业内部计算机连接的、以以太网为代表的局域网技术,另一个是可以实现跨地域和跨异构网络通信的、以TCP/IP技术[4]为代表的广域网互联技术。