计算机网络是自上世纪60年代以来，现代科技最显著的进步之一，特别是互联网的飞速发展与广泛应用，已经或正在改变着人类社会生活的各个方面，使人类的发展进程不断进入到一个新阶段。
从最初的单主机与数个终端之间的通信到现在全球上亿台的计算机或终端设备的互连；从开始只有每秒几百波特的数据传输速率到今天已达到每秒上千兆波特的数据传输速率；从简单的数据传输到当今丰富、复杂的应用，计算机网络的发展已经历了几个阶段。特别是20世纪的最后20年，互联网（Internet）的诞生和发展，使计算机网络的技术进步跨入飞速发展时期。计算机网络已成为人类社会组成的一个基本部分，互联网已成为连接全球几十亿人的通信系统，连接着大多数国家的各级政府、机构、工商企业、学校和几乎所有的科研部门及军事组织。计算机网络应用遍布各领域，广泛应用于科学研究、文化教育、金融财贸、工商活动及社会生活的各个方面，使处在全球各地的人们通过网络打破国别和疆域的界限，获取所需信息资源和信息服务。
2.计算机网络的形成
（1）终端分时系统
以单计算机为中心的联机终端网络系统是计算机网络的最初形式。这是一种星形网络结构，一台主机连接若干台终端，终端一般不具有中央处理器（CPU），因此自身没有数据处理能力。这些终端通常采用多条线路与中央计算机相连，中央计算机与各终端具有交互性和批处理能力，在一定的地理范围内实现资源的共享和应用。
在以单计算机为中心的联机网络中，已由最初单用户系统发展到分时多用户系统。但这种联机终端网络系统存在明显的缺点：第一，主机负荷太重，它要驱动很多终端，既要担负通信工作，又要完成数据处理任务；第二，主机/终端联机通信线路利用率低且费用高；第三，网络结构为集中控制方式，使网络系统的可靠性与安全性难以保证。
为解决这些问题，提高通信线路利用率并减轻主机负担，此时的网络开始采用多点通信线路、集中器或前端处理机技术。所谓多点通信线路就是在一条通信线路上串联多个终端，多个终端共享一条通信线路与主机通信，通信方式采用分时的使用机制，提高信道利用率。
图1-1 单机为中心的联机分时网络
终端集中器的主要任务是把终端到主机的数据进行集中及从主机到终端的数据实现分发；前端处理机除具备上述两项功能外，还能互连及与多主机连接，并具有路径选择的功能。以单计算机为中心的联机分时网络结构如图1-1所示。
从本质上讲，终端分时系统不论主机上连接多少个终端或计算机，主机与其连接的计算机终端或计算机之间都是支配与被支配的关系。在多用户系统中，终端不具备单独的数据处理能力。以分时系统为例，终端要依靠中央处理机的CPU把系统的一部分存储器分配给终端用户，并通过主机为每个终端用户划分时间片的方法来执行用户的应用程序，全部的资源集中在主机上，终端不拥有计算资源，主机以自己的资源分时为各终端服务。
（2）以多处理机为中心的网络
利用通信线路把多个单主机联机的终端网络互连起来，形成多处理机为中心的计算机网络。
以多处理机为中心的网络主要有两种形式：第一种是通过通信线路将各主机间连接起来，并由主机承担数据处理和通信的双重任务；第二种是将通信系统从主机中分离出来，设置专用的通信控制处理机（CCP）。主机间的通信通过通信控制处理机的中继功能间接实现，通信控制处理机承担网络各主机间的通信控制及通信处理任务。由通信控制处理机组成的传输网络称为通信子网，或称网络内层。网络上的主机承担数据处理的任务，是网络资源的拥有者，组成网络的资源子网，或称网络外层。通信子网为资源子网提供信息传输服务，资源子网上的用户间通信建立在通信子网的基础上，若无通信子网，网络无法工作。反之，若没有资源子网，通信子网的存在也就失去意义。因此，二者结合才能构成网络，任何现代意义上的计算机网络必然由通信子网和资源子网两部分组成，如图1-2所示。
（3）利用公用数据通信网组成的计算机网络
如将通信子网的规模和范围扩大，利用社会公用数据通信网（如公用电信网）将组成广域计算机网络，特别是国家级或全球性的计算机网络，如图1-3所示。这种利用公用数据通信网组成的计算机网络的联网范围已扩大到各种局域网，实现了网络体系结构的标准化，制定了互连的计算机系统及计算机网络之间的通信协议“开放系统互连参考模型”，互联网（Internet）就是这种形式的计算机网络，其联网设备最多、结构最复杂。
图1-2 通信子网和资源子网两层网络结构
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图1-3 由公用数据网组成广域计算机网
（4）通信技术进步促进计算机网络发展
数据通信是计算机网络的基础，通信技术的进步直接影响和促进着计算机网络的发展。当代的计算机网络，计算机技术和通信技术互相渗透，融为一体，使信息收集、传输、存储及处理之间的界限逐渐不那么明显。网络初期线路利用率低与通信费用高的矛盾，促进了数据通信进入利用原有用户电报网和普通电话交换网进行数据通信的阶段，该模式最主要的问题是解决在模拟信道上进行数字信号的传输，即如何进行模拟信号和数字信号两类不同形式的信号之间的变换和传输。而调制解调器技术的研制和应用，成功解决了这一关键性问题。
如何实现数据的快速、可靠传输，在数据交换技术的发展历程中，经历了电路交换、报文交换和分组交换的演变过程。分组交换奠定现代计算机网络“存储—转发”的信息交换基础。其工作原理如图1-4所示。
图1-4 分组交换网络工作原理
个人计算机的普及与使用，产生了相互间进行通信的要求，使局域网迅速发展。局域网解决了一定范围内对信息交换的需求，同时，局域网信息交换的规范和接口技术实现了标准化，加速了局域网间的互连，促进了远程网的发展需求。
20世纪90年代，大范围的信息交换意识与需求增强。人们对信息表现形式也提出多样性的要求，传统文字与数字已不能满足各方应用需求，声音、图形、动态影像逐渐要求实时传输。针对这些业务的需求，仅靠原有网络通信技术已无法胜任，于是产生新的设想，构建一种网络来适应所有业务的发展需要，将各种通信业务的信号都实现数字化，通过一个网络担任骨干网通信的任务，进行数据交换处理，这即所谓的综合业务数字网（Integrated Service Digital Network，ISDN）。
3.互联网的产生及发展
1969年，美国国防部高级研究计划局的由4个结点组成的具有互联特性的实验网络ARPANET开始运行，这4个结点是UCLA（加州大学洛杉矶分校）、UCSB（加州大学圣芭芭拉分校）、SRI（斯坦福研究院）和UTAH（犹他大学）4个大学。在每个结点当中都包含有许多不同类型且完全不兼容的主机。
1972年，ARPANET完成第一个网络电子邮件应用程序，接入结点数约为40个。至1973年，邮件通信量已占网络总通信量的3/4。随着更多应用软件的完成与运行，ARPANET规模快速增长，很快扩展到全美。
ARPANET为典型的广域网系统，其研究成果标志着广域网技术的成熟，并进入应用阶段。ARPANET是计算机网络技术发展的重要里程碑，奠定了计算机网络理论与技术发展的基础。从20世纪80年代中期开始，随着ARPANET规模不断增大，它已成为互联网的主干网络。
互联网的最初用户只限于科学研究和学术领域。20世纪90年代初期，互联网上的商业活动开始发展，如在网上开展宣传产品、商贸活动等。随着互联网的商业应用迅速发展，其用户数量倍增于学术研究用户。商业应用的进入，使互联网规模不断扩大、用户不断增加、应用不断拓宽、技术不断更新，令互联网几乎深入到人类社会生活的各个角落，成为全球一种全新的工作、学习和生活的方式。图1-5显示了从ARPANET到互联网的发展过程。
图1-5 ARPANET到互联网发展过程
互联网是目前全球范围的广域计算机通信网，也是网络技术发展与应用的热点。互联网首先采用先进的分组交换通信技术，运用TCP/IP（传输控制协议与网际协议）通信协议，使得广域网和局域网、高速网和低速网、有线网、无线网及光纤网等几乎所有类型的网际间的通信畅行无阻，并向应用程序提供可靠的通信连接，自动适应网络的变化和支持多种的服务，因此，TCP/IP成为互联网络的通信协议规范。图1-6所示为计算机网络演变及发展的示意图。
图1-6 计算机网络演变发展
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