复杂网络环境下访问控制技术
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1.1.2 局域网、广域网时代

第一代计算机网络出现在20世纪60年代,是以单台计算机为中心的多终端远程联机系统。典型应用是早期的飞机订票系统,由一台计算机主机和全美范围内2000多个终端远程联机组成。终端主要是外部设备,仅包括显示器和键盘。通过通信线路将远程终端的数据资料传送给中央计算机主机处理,形成一种简单的联机系统,是现代计算机网络的雏形。

最早的现代计算机网络是美国国防部高级研究计划署(ARPA, advanced research project agency)开发的ARPAnet,它是世界上第一个封包交换网络,也是当代互联网的起源。ARPAnet项目始于1962年,建成于1973年,当时通过通信线路仅远程连接了4台计算机,供科学家们进行联网实验。随后,英国、挪威等国家也陆续接入到ARPAnet。1983年,ARPA成功研发TCP/IP协议,用于异构网络之间的通信,该协议也成为ARPAnet的核心通信协议。ARPAnet是局域网(LAN, local area network)的雏形,其服务一直延续到1990年。

1972年底,Metcalfe和Boggs研发了第一个由个人计算机组成的局域网ALOHAnet,其后借鉴光学中的以太(luminiferous ether)概念将ALOHAnet重新命名为以太网(Ethernet)。1976年6月,Metcalfe和Boggs联合发表了“以太网:局域网的分布型信息包交换”的学术论文,奠定了局域网的包交换理论基础。1977年底,Metcalfe研究团队获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的发明专利。至此,带冲突检测的载波监听多路访问协议(CSMA/CD, carrier sense multiple access with collision detection)诞生,以太网的概念随之正式被广泛接受和迅速发展。1979年,DEC、Intel和Xerox 3家公司(DIX)共同对以太网进行网络标准化工作,于1980年9月30日公布了著名的以太网蓝皮书“以太网,一种局域网:数据链路层和物理层规范,1.0版”(亦称为DIX以太网1.0版规范),并在1982年公布了以太网2.0版规范[11]

在20世纪70年代末,局域网得到快速发展,相关技术达到数十种,除了以太网外,当时最有影响力的还包括:数据通用公司的MCA、网络系统公司的Hyperchannel、Data Point公司的ARCnet和Corvus公司的Omninet等。然而,不同的网络技术属于不同的公司所专有,互不兼容,阻碍了局域网技术的进一步发展,迫切需要开展局域网技术的标准化工作。在DIX开展以太网标准化工作的同时,美国电气与电子工程师学会(IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers)着手局域网技术的标准化工作,制定了IEEE 802系列局域网标准。1980年2月,IEEE组成IEEE 802工作委员会,专门负责制定局域网和城域网标准。在1981年6月,该委员会决定成立802.3分委员会,在DIX工作成果的基础上制定国际公认的以太网标准。1984年,美国联邦政府以FIPS PUB107的名字采纳802.3标准。1989年,国际标准化组织(ISO, International Organization for Standardization)以标准号ISO8802-3采纳802.3以太网标准。至此,IEEE标准802.3正式成为国际标准,802.3也成为以太网标准的代号[11]。在局域网的各种技术中,除了以太网(IEEE 802.3)标准外,IEEE 802委员会还制定了令牌总线(802.4)和令牌环(802.5)两个局域网标准,分别适用于不同类型的局域网[12]

随着高带宽、交换式以太网技术[1,13]的应用与普及,以及快速以太网、千兆/万兆以太网、全光纤网等高速网络技术的诞生与应用,局域网技术得到蓬勃发展,不仅能够在不同主机之间通过交换设备实现文件管理、资源共享、邮件服务等功能,还能实现虚拟局域网、打印机共享、视频会议等多种应用。现代高速局域网是在一个局部地理范围内(学校、企业、机关等)由大量的终端设备(计算机、打印机等)、服务器(数据库、电子邮件、Web等)、网络设备(路由器、交换机、防火墙等)、各种类型的通信线缆和协议组成的统一整体,例如校园网、单位信息网或政府机关网络等[12]

在便携式计算机出现后,移动办公成为人们的新需求。最直接的实现方式是在办公室和便携式计算机上安装短距离无线发射器和接收器,实现无线通信。这项工作很快促使了无线局域网(WLAN, wireless LAN)的诞生,由IEEE 802委员会拟定WLAN标准,并于1997年制定出无线网络通信的工业标准802.11。此后,这一标准被不断完善,形成了802.11x系列标准。

为实现单位与子单位之间的广域信息共享与服务,广域分布的局域网之间也需要通过公共分组交换网、卫星通信网以及无线分组交换网等互联互通,形成了广域网(WAN, wide area network)[13]。广域网能够实现跨地理区域的多中心、多分支机构和移动接入用户的广域互联,与局域网、数据中心网络共同构建了单位信息化建设的基础设施。广域网还能够连接多个地区、国家,实现跨区域远距离通信,覆盖范围达数千公里,形成国际性互联网络。