计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物，它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化，在当今社会经济中起着非常重要的作用，对人类社会的进步做出了巨大的贡献。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。本章将从计算机网络的形成和发展开始，介绍计算机网络的基本概念、计算机网络拓扑结构分类等知识。

本章主要学习内容如下。

• 计算机网络的发展过程。

• 计算机网络的定义、组成、分类等基本概念。

• 计算机网络常见的拓扑结构。

• 计算机网络领域的新技术。

任何一种新技术的出现都必须具备两个条件：强烈的社会需求与先期技术的成熟。计算机网络技术的形成与发展也证实了这条规律。

一般来讲，计算机网络的发展可分为四个阶段。

第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成了传统意义上的计算机网络，主要特征为单主机的远程联机系统。

第二阶段：在计算机通信网络的基础上，完成网络体系结构与协议的研究，形成了现代意义上的计算机网络，主要特征为以资源共享为目的的多主机、多终端的互联通信网络。

第三阶段：在解决计算机联网与网络互联标准化问题的背景下，提出开放系统互联参考模型与协议，形成了现代意义上标准化的计算机网络，促进了符合国际标准的计算机网络技术的发展，主要特征为面向全球的开放式、标准化计算机网络。

第四阶段：计算机网络向互联、高速、智能化方向发展，并获得广泛的应用，主要特征为面向更多新应用的高速、智能化的计算机网络。

1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系。20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系统（SAGE）进行了计算机技术与通信技术相结合的尝试。它将远程雷达与其他测量设施测到的信息通过总长度241千米的通信线路与一台IBM计算机连接，进行集中的防空信息处理与控制。要达到这样的目的，首先要完成数据通信技术的基础研究。在这项研究的基础上，人们完全可以将地理位置分散的多个终端通信线路连到一台中心计算机上。用户可以在自己办公室内的终端输入程序，通过通信线路传送到中心计算机，分时访问和使用其资源进行信息处理，处理结果再通过通信线路回送到用户终端显示或打印。人们把这种以单个计算机为中心的联机系统称作面向终端的远程联机系统。

当时，计算机主机价格很高，而通信线路和通信设备的价格相对较低，为了共享主机资源和进行信息的采集及综合处理，联机终端网络成为一种主要的系统结构形式，这种以单计算机为中心的远程联机系统如图1-1所示。

图1-1　单计算机为中心的远程联机系统

单处理机联机的网络已涉及多种通信技术、多种数据传输设备和数据交换设备等。从计算机技术上来看，这是由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统，即多个终端用户分时占用主机上的资源，这种结构被称为第一代网络。在单处理机联机网络中，主机既要承担通信工作又要承担数据处理工作，因此，主机的负荷较重，且效率低。另外，每一个分散的终端都要单独占用一条通信线路，线路利用率低，且随着终端用户的增多，系统费用也在增加。因此，为了提高通信线路的利用率并减轻主机的负担，便使用了多点通信线路、集中器以及通信控制主机。

多点通信线路就是在一条通信线路上连接多个终端，如图1-2所示，多个终端可以共享同一条通信线路与主机进行通信。由于主机与终端间的通信具有突发性和高带宽的特点，所以各个终端与主机间的通信可以分时地使用同一高速通信线路。相对于每个终端与主机之间都设立专用通信线路的配置方式，这种多点通信线路能极大地提高信道的利用率。

图1-2　多点通信线路