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网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。网络可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络,甚至家庭网络和个人网络。网络的根本特征并不一定是它的规模,而是资源共享,消除资源孤岛。
Internet的应用范围由最早的军事、国防,扩展到美国国内的学术机构,进而迅速覆盖了全球的各个领域,运营性质也由科研、教育为主逐渐转向商业化。90年代初,中国作为第71个国家级网加入Internet,我国已经开放了Internet,通过中国公用互连网络(CHINANET)或中国教育科研计算机网(CERNET)都可与Internet联通。只要有一台微机,一部调制解调器和一部国内直拨电话就能够很方便地享受到Internet的资源;这是Internet逐步爬入普通人家的原因之一;原因之二,友好的用户界面、丰富的信息资源、贴近生活的人情化感受使非专业的家庭用户既做到应用自如,又能大饱眼福,甚至利用它为自己的工作、学习、生活锦上添花,真正做到足不出户,可成就天下事,潇洒作当代人。
网络的关键技术有网络结点、宽带网络系统、资源管理和任务调度工具、应用层的可视化工具。网络结点是网络计算资源的提供者,包括高端服务器、集群系统、MPP系统大型存储设备、数据库等。宽带网络系统是在网络计算环境中,提供高性能通信的必要手段。资源管理和任务调度工具用来解决资源的描述、组织和管理等关键问题。任务调度工具根据当前系统的负载情况,对系统内的任务进行动态调度,提高系统的运行效率。网络计算主要是科学计算,它往往伴随着海量数据。如果把计算结果转换成直观的图形信息,就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这需要开发能在网络计算中传输和读取,并提供友好用户界面的可视化工具。
一般来说,计算机网络可以提供以下一些主要功能:
● 资源共享:网络的出现使资源共享变得很简单,交流的双方可以跨越时空的障碍,随时随地传递信息。
● 信息传输与集中处理:数据是通过网络传递到服务器中,由服务器集中处理后再回送到终端。
● 负载均衡与分布处理:负载均衡同样是网络的一大特长。举个典型的例子:一个大型ICP(Internet内容提供商)为了支持更多的用户访问他的网站,在全世界多个地方放置了相同内容的WWW服务器;通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面,这样来实现各服务器的负荷均衡,同时用户也省了不少冤枉路。
● 综合信息服务:网络的一大发展趋势是多维化,即在一套系统上提供集成的信息服务,包括来自政治、经济、等各方面资源,甚至同时还提供多媒体信息如图象、语音、动画等。在多维化发展的趋势下,许多网络应用的新形式不断涌现,如:电子邮件、网上交易、视频点播、联机会议等。
对用户而言,Internet正一步步渗透到我们工作、生活的各个方面,极大地改变了长久以来形成的传统思维和生活方式;而对Internet而言,用户的积极参与使得这一全球通行的网络迅速膨胀,导致耐受力面临带宽的短缺、IP地址资源匮乏等严峻考验。为解决这些问题,又有很多网络新技术开始发展起来。
◆ 接入技术的发展:
1、ADSL:非对称数字用户线,是DSL家族系列技术(HDSL、VDSL、IDSL等)中应用最广的一种。它的最大好处是利用现有的电话双绞线作为传输介质,因此成本较低;接入带宽却相对电话线传输的PSTN(目前最高115.2Kbps)快了许多,从局端到用户的下行速率理论上可达7-8M,实际使用的下行速率一般为1.5-2Mbps,从用户到局端的上行速率为几百Kbps,这也比PSTN有了很大提高;ADSL的非对称性与终端用户的网络访问特点是相一致的――个人用户多数应用都是以客户方式从网上去获取数据,如WWW、FTP,只在个别时候才向网络大量发送数据,如发送附带多媒体信息的电子邮件,因此下行数据量大、上行数据量小,也为非对称方式。
2、线缆调制解调器:一项非常适宜于家庭用户的接入技术。它在电缆电视的基础上,将分配网络的主干部分改为光缆,在各个服务节点处完成光电转换,再由同轴电缆将传输信号送到用户家里,可有效地实现Internet访问、电视点播和数据电话等业务,市场前景广阔。线缆传输也是非对称方式,每服务节点下行速率高达10-30Mbps,上行速率可达2M左右,但与ADSL不同,它是一个共享网络,实际每用户可用带宽与节点所连的上网用户数成反比,即便如此,用户能享用的带宽也是相当可观的。线缆调制解调器应用发展的最大障碍是线缆线路的双向改造――传统的有线电视大多是单向传输;而数据的访问是双向进行的,因此必须实施线路改造以适应这项新的应用。在改造完成之前也有一种暂时的解决办法:即下行数据传递采用电视线缆,上行数据则采用电话线回传。
3、无线接入技术:作为有线接入的补充,在不便于有线接入的地区,用无线通信设备把用户接入市话交换网,统称为无线接入系统。无线本地环路系统技术来源于蜂窝移动通信系统、大区制通信系统(主要指集群通信系统)、数字无绳电话系统、数字微波和卫星通信系统、专用的无线本地环路系统。CDMA(码分多址)和其衍生的无线本地环路技术有着其他无线接入技术不可比拟的优点,代表无线接入技术的发展方向。

◆ IPv6技术:IPv6提供了128位的IP地址,使地址数量大幅增加,从而解决了IP地址资源危机;IPv6采用了“可聚集全球统一计算地址”的构造,这使IP地址构造同网络的拓扑结构(连接形态)相一致,从而缩小了路由表,使路由器能够高效率地决定路由;IPv6具有自动把IP地址分配给用户的功能大大减少了网络管理费用。
◆ 物联网:物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
◆ 云计算:云计算和物联网如今已是IT业界的两大焦点,它们有很大的区别,但同时也有着千丝万缕的联系——物联网通过数量惊人的传感器采集到难以计数的数据量,而云计算可以对这些海量数据进行智能处理。可以说,云计算是物联网发展的基石,而物联网又是云计算最大的用户,二者的融合可谓珠联璧合,相辅相成。在大数据时代,云计算融合物联网将进一步推动数据价值的挖掘,促进产业爆发。

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视频文件:微软愿景-未来工作
参考文献:
1、浅析4G网络新技术,刘方林,信息通信,2015,第1期,P257
2、Avaya为2014索契冬奥会部署多项网络,个人电脑,2014,第三期,P101,2014

