盘点那些计算机相关名词（二）
这是计算机相关名词第二篇，带你普及计算机知识！
- 三大网络
- ARPANET
- NSFNET
- IXP
- CERN
- 分组交换
- 交换机
- 路由器
- 网关
- 以太网
三大网络
定义
三大网络是指电信网络、有线电视网络、计算机网络， 当然不是移动、联通、电信啦~，后者只是三大网络运营商。理解
电信网络 向用户提供电话、电报及传真等服务， 有线电视网络向用户传送各种电视节目， 计算机网络则使用户能够在计算机之间传送数据文件。联系
随着技术的发展，电信网络和有线电视网络都逐渐融入了现代计算机网络的技术，扩大了原有的服务范围，而计算机网络也能够向用户提供电话通信、视频通信以及传送视频节目的目的。举个例子，我们以前用座机打电话，接电视线才能看电视，现在基本上用网络打电话、看电视。
ARPANET
定义
“阿帕”（ARPA），是美国高级研究计划署（Advanced Research Project Agency）的简称，阿帕网(ARPANET)为美国国防部高级研究计划署开发的世界上第一个运营的封包交换网络，它是全球互联网的始祖。来源
阿帕网是1969年美国国防部创建的第一个分组交换网。当时是因为古巴导弹核危机，美苏冷战升温，美国国防部认为，如果仅有一个集中的军事指挥中心，万一这个中心被原苏联的核武器摧毁，全国的军事指挥将处于瘫痪状态，其后果将不堪设想，因此有必要设计这样一个分散的指挥系统——它由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后其它点仍能正常工作，而这些分散的点又能通过某种形式的通讯网取得联系，因此阿帕网产生了。发展
到20世纪70年代中期，人们认识到不可能仅使用一个单独的网咯来满足所有通信问题，于是ARPA开始研究多种网络互连的技术，这就导致了互连网络的出现，成为现今互连网的雏形。
1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议，使得所有使用TCP/IP协议的计算机都能利用互联网相互通信，因而人们把1983年作为互联网的诞生时间。
NSFNET
定义及来源
80年代中期，为了满足各大学及政府机构为促进其研究工作的迫切要求，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。1986年7月，NSF资助了一个直接连接这些中心的主干网络，并且允许研究人员对Internet进行访问，以使他们能够共享研究成果并查找信息。最初，这个NSF主干采用的是56Kbps的线路，到1988年7月，它便升级到1.5M bps线路。这个主干网络就是NSFNET。
NSFNET采取的是一种具有三级层次结构的广域网络，整个网络系统由主干网，地区网和校园网组成。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。
发展
到1984年，美国国家科学基金会（NSF）决定组建NSFNET。通过56kb/s的通信线路将美国6个超级计算机中心连接起来，实现资源共享。
后来，NSFNET所覆盖的范围逐渐扩大到全美的大学和科研机构，NSFNET和ARPANET就是美国乃至世界Internet的基础。
当美国在发展NSFNET的时候，其他一些国家、大学和科研机构也在建设自己的广域网络，这些网络都是和NSFNET兼容的，它们最终构成Internet在各地的基础。20世纪90年代以来，这些网络逐渐连接到Internet上，从而构成了今天的世界范围内互连网络。
随着NSFNET的广泛流行，NSF不断升级它的骨干网络。1990年，NSFNET代替了原来的慢速的ARPAnet，成为互联网的骨干网络，ARPAnet在1989年被关闭，1990年正式退役。
理解
从中我们可以体会到互联网发展的三个阶段：从单个网络ARPANET向互联网发展的过程
建成了三级结构的互联网(NSFNET)
逐渐形成了多层次ISP结构的互联网(如今的Internet)
IXP
定义
互联网交换中心（Internet Exchange Point）是不同电信运营商之间为连通各自网络而建立的集中交换平台，互联网交换中心在国外简称IX或IXP，一般由第三方中立运营，是互联网的重要基础设施.发展
由政府主导，在2000年代初期在北京、上海、广州建立了为几大国有运营商为主要服务对象的互联网交换中心，但是因为国内主流电信运营商之间互联主要采用直连模式，而非通过交换中心进行流量交流，因此北上广三个交换中心已经名存实亡。
自2014年开始，为促进国内主流运营商之间的互联互通，政府批准在南京、重庆、西安等多个城市建立网间直联点，但是仍然以运营商之间直连为主，互联网交换中心未成为主流。
理解
IXP作用其实很大，让网络交换更便捷，但建立一个IXP成本很高，收益不明显，所以运营商们不会投资这个，而是采用直连模式进行流量交换，所以IXP未成为主流。
CERN
定义
欧洲核子研究组织（法语：Conseil Européenn pour la Recherche Nucléaire；英语：European Organization for Nuclear Research，1954年9月29日－ ），通常被简称为CERN，是世界上最大型的粒子物理学实验室，也是万维网的发源地。其他成就
它还是世界上第一个网站，第一个网络服务器，第一个浏览器的诞生地。
分组交换
定义
在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换。过程
分组交换也称为包交换，它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，每个带有首部的数据段就构成了一个分组。首部指明了该分组发送的地址，当交换机收到分组之后，将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。能够进行分组交换的通信网被称为分组交换网。理解
在上个世纪，电话通信的数据传输是电路交换的方式，很不方便，如今网络通信中的数据传输采用分组交换的方式，如下图，数据被打包分组送往空闲的线路进行传输，实现通信。
交换机
定义
广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。理解
在上个世纪，用许多彼此连接的交换机连接许多部电话，构成了覆盖全世界的电信网，它的作用就是实现电路交换，从而实现通信，在如今，普遍使用的交换机就是我们熟知的路由器，它的作用就是实现分组交换，从而实现通信。
路由器
定义
路由器是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。功能
路由器最主要的功能可以理解为实现信息的转送。因此，我们把这个过程称之为寻址过程。因为在路由器处在不同网络之间，但并不一定是信息的最终接收地址。所以在路由器中, 通常存在着一张路由表。根据传送网站传送的信息的最终地址，寻找下一转发地址，应该是哪个网络。
其实深入简出的说，就如同快递公司来发送邮件。邮件并不是瞬间到达最终目的地，而是通过不同分站的分拣，不断的接近最终地址，从而实现邮件的投递过程的。路由器寻址过程也是类似原理。通过最终地址，在路由表中进行匹配，通过算法确定下一转发地址。这个地址可能是中间地址，也可能是最终的到达地址。工作过程如下图所示。
原理
网络中的设备相互通信主要是用它们的IP地址，路由器只能根据具体的IP地址来转发数据。
IP地址由网络地址和主机地址两部分组成。在Internet中采用的是由子网掩码来确定网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样都是32位的，并且这两者是一一对应的，子网掩码中“1”对应IP地址中的网络地址，“0”对应的是主机地址，网络地址和主机地址就构成了一个完整的IP地址。在同一个网络中，IP地址的网络地址必须是相同的。
计算机之间的通信只能在具有相同网络地址的IP地址之间进行，如果想要与其他网段的计算机进行通信，则必须经过路由器转发出去。不同网络地址的IP地址是不能直接通信的，即便它们距离非常近，也不能进行通信。
路由器的多个端口可以连接多个网段，每个端口的IP地址的网络地址都必须与所连接的网段的网络地址一致。不同的端口它的网络地址是不同的，所对应的网段也是不同的，这样才能使各个网段中的主机通过自己网段的IP地址把数据发送到路由器上。
网关
- 定义
大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。也就是网络关卡。
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
说明：由于历史的原因，许多有关TCP/IP的文献曾经把网络层使用的路由器称为网关，在今天很多局域网采用都是路由来接入网络，因此通常指的网关就是路由器的IP
- 理解
那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）与主机的IP 地址作 “与” 运算的结果不同判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机（如下图所示）。
通俗举例
假设你的名字叫小不点(很小，这里你就是一个url地址，指向某个网页资源)，你住在一个大院子里，你的邻居有很多小伙伴，父母是你的网关。当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声他的名字，他听到了就会回应你，并且跑出来跟你玩。
但是你家长不允许你走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由父母（网关）用电话帮助你联系。假如你想找你的同学小明聊天，小明家住在很远的另外一个院子里，他家里也有父母（小明的网关）。
但是你不知道小明家的电话号码，不过你的班主任老师有一份你们班全体同学的名单和电话号码对照表，你的老师就是你的DNS服务器。于是你在家里和父母有了下面的对话：
小不点：妈妈(或爸爸),我想找班主任查一下小明的电话号码行吗？
家长：好，你等着。（接着你家长给你的班主任拨了一个电话，问清楚了小明的电话）问到了，他家的号码是211.99.99.99
小不点：太好了！妈(或爸),我想找小明，你再帮我联系一下小明吧。
家长：没问题。（接着家长向电话局发出了请求接通小明家电话的请求，最后一关当然是被转接到了小明家家长那里，然后他家长把电话给转到小明）.就这样你和小明取得了联系。过程如下图。
如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。默认网关。默认网关一般填写192.168.x.1。
以太网
定义
以太网是一种计算机局域网技术。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。理解
目前我们用的局域网普遍采用以太网技术。
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