1.1 计算机网络的产生和发展

计算机网络是通过通信设备、传输介质和网络通信协议，将不同地点的计算机设备连接起来，实现资源共享、数据传输的系统。通俗地说，计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它可以把多台计算机、终端，利用通信设备和传输介质连接起来，在网络软件的作用下，实现计算机资源共享。

随着计算机技术和通信技术的不断发展，计算机网络经历了从简单到复杂，从单机到多机的发展过程，其演变过程大致分为以下4个阶段。

1.第一代计算机网络

20世纪50—60年代出现了第一代计算机网络，它的主要特点是一台主机，多个终端。当时计算机的体积庞大，价格昂贵，放置在专用机房中，而通信线路和通信设备相对比较便宜。为了共享计算机强大的资源，将多台具有通信能力而无处理能力的设备与计算机相连，这台计算机称为主机。与计算机相连的设备称为终端，放置在各个需要使用计算机的工作环境下。

共享主机的网络往往由一台主机和若干台终端组成。用户可以不用进入机房，而是在自己的终端上提交任务，由通信线路和相关设备传送到主机，由主机处理执行，然后将结果再返回到输出设备上输出。主机只完成统一控制和任务处理，任务的提交和结果的输出则由相应的终端来完成。单计算机为中心的远程联机系统，如图1.1所示。

第一代计算机网络克服了到专用机房排队等待的不便，提高了计算机的使用效率和系统资源的利用率。但是由于处理工作全部由主机完成，而主机的处理能力是有限的，因此会造成主机负荷较重的现象。另外，当时的通信线路和设备质量不高，速率低，限制了整个网络的功能。尽管如此，第一代计算机网络一出现，还是很快就被应用到商业领域。如美国航空的联机售票系统，它能快捷、及时地响应用户的购票要求，给该公司带来了巨大的经济效益。同时，这种网络还应用于美国的国防系统，构建了当时著名的美国空军SAGE半自动化地面防空系统，迈出了军队信息化建设的第一步。

图1.1 单计算机为中心的远程联机系统

2.第二代计算机网络

20世纪60—70年代出现了第二代计算机网络。它的主要特点是分散管理，也就是多台主机互连成系统，可以实现计算机与计算机之间的通信，而不仅仅是主机与终端之间的通信。这有点类似于若干个第一代计算机网络的组合。第二代计算机网络以实现更大范围内的资源共享为目的，其典型代表是美国国防部高级研究计划局开发的ARPANET，也就是现代Internet的雏形。

ARPANET将整个计算机网络分成了通信子网和资源子网两部分。

通信子网是指计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合。通信线路、通信设备、网络通信协议和通信控制软件等都属于通信子网，它是网络的内层，负责信息的传输，是网络的重要组成部分。

资源子网是指计算机网络中实现资源共享的设备和软件的集合。主机和终端都属于资源子网。

第二代计算机网络实现了更大范围的资源共享，网络中有多台主机，因此管理相对较分散，不会出现某台主机负荷过重的情况。在这种网络中将信息传输独立出来，开始采用了协议分层的设计思想，为第三代计算机网络的出现奠定了基础。第二代计算机网络带动了网络的世界化建设。从此，计算机网络走向了公用化的道路，成为各国家、各地区的基础建设内容。

3.第三代计算机网络

20世纪70年代末至90年代初出现了第三代计算机网络。它的主要特点是标准化、开放化。20世纪70年代出现了个人计算机，随着计算机技术、性能的不断提高，计算机的价格也在不断降低，个人计算机已被越来越多的人所接受，因而普及率在迅速提升。个人计算机开始渗透到社会的各个领域。人们对信息交换和资源共享的需求也越来越强烈，因特网（Internet）的出现使人类社会进入了信息化时代，改变了人类的生活方式，为人们带来前所未有的方便与快捷。为了使不同地方、不同厂家、不同型号的计算机能够实现通信和资源共享，必须有一个统一的网络规范和标准来约束计算机和网络产品的生产厂家，为此国际标准化组织ISO成立了专门的机构，着手制定开放系统互连参考模型，简称OSI。ISO/OSI是现代计算机网络最权威的参考标准，几乎所有的网络产品生产厂商均遵从这一标准生产，从而实现了异构系统之间的互连。

4.第四代计算机网络

20世纪90年代至今，计算机网络的发展更为迅速。随着数字通信技术的发展，计算机网络朝着高速化、综合化、移动化等方向进一步发展。第四代计算机网络的主要特点就是高速、综合、移动。高速化也称为宽带化，是指网络的数据传输速率可达每秒几十至几百兆位；综合化是指将多种业务综合到一个网络中完成；移动化是指利用无线技术，在任何地点、任何时间，都可以随心所欲地实现网络连接，网上购物、视频聊天已不再是幻想。当今时代又称为因特网时代，因特网的应用和发展已经改变了人们的生活、学习和工作方式，计算机网络与人们的关系越来越密切。

5.计算机网络的发展趋势

从网络的发展趋势来看，网络的传输介质由有线技术向无线技术发展，网络上传输的信息向多媒体方向发展，网络系统由局域网向广域网发展。