1.2 計算機網絡的發展歷史

1.2.1 計算機網絡的產生

早在20世紀50年代初，美國建立的半自動地面防空系統就是將地面的雷達和其他測量控制設備的信息通過通信線路匯集到一臺中心計算機進行處理，開創了把計算機技術和通信技術結合的嘗試。這類簡單的“終端—通信線路—計算機”系統，成為計算機網絡的雛形。20世紀60年代中后期，美國國防部高級研究計劃局（Advanced Research Project Agency, ARPA）建成了著名的遠程分組交換式網絡——ARPA網。該項目由計算機公司和大學共同研制開發，主要目標是借助通信系統，使網內各計算機系統間能夠共享資源。最終，一個實驗性的4個節點（UCLA、UCSB、SRI和Utah共4所大學）網絡開始運行并投入使用。ARPA網采用了當時先進的分組交換技術，由主機和子網組成，由協議和軟件支持其工作。1969年初步建成的ARPA網，開創了“計算機—計算機”通信的時代，并呈現出多處理中心的特點，標志著計算機網絡的誕生。

1.2.2 計算機網絡的發展

1.以單主機為中心的網絡

在計算機網絡發展的初期，由于處理器相當昂貴，常將若干終端通過線路連接到主機，終端負責接收和發送數據，主機負責處理數據，這種結構是計算機網絡的雛形，被稱為第一代計算機網絡，如圖1-2所示。

2.以分組交換為中心的多主機網絡

隨著主機數量的增多，需要將遠距離的若干主機連接起來協同完成任務，由此產生了分組交換網，如圖1-3所示。有了分組交換網以后，主機之間不需要直接相連，而只需要接入分組交換設備。分組交換網被稱為第二代計算機網絡，如ARPA網就是典型的分組交換網。

3.標準化的開放性網絡

為了使不同設計標準的網絡能夠互聯互通，國際標準化組織（International Organization for Standardization, IOS）于1983年提出了一個使各種計算機能夠互連的標準框架——開放式系統互連參考模型（Open System Interconnection/Reference Model, OSI/RM），簡稱OSI模型。OSI模型是一個開放體系結構，它將網絡分為7層，并規定每層的功能，從而使網絡的發展走向標準化，其最大體現就是Internet的產生。Internet是一個標準化的開放性廣域網，符合其標準的不同廠商的設備都可以接入，從而極大地促進了網絡的發展。

1.2.3 計算機網絡的未來

未來的計算機網絡將更關注融合、帶寬、應用、安全、QoS（服務質量）、終端多樣性、智能化等，并且會與軟件技術和人工智能技術進行更深的融合。下面的一些例子讀者可能都有體會。

1）融合。目前，計算機網絡、IP電話網絡、IP電視網絡已經能夠實現三網融合，未來隨著網絡協議的不斷改進，計算機網絡與移動通信網絡、物聯網等也將進一步融合，能夠將更多的終端接入同一網絡，從而節約網絡建設成本。

2）帶寬。有線通信網中光纖到戶的線纜敷設方式得到廣泛應用，十萬兆級數據中心交換技術的發展使得云計算和虛擬化成為可能，5G移動通信技術也得到普及應用，無線局域網的傳輸速率也在不斷提高。

3）應用。越來越多的設備可以通過網絡進行管理和控制，例如，電飯煲、攝像頭甚至電器插座都可以通過手機進行遠程控制。而越來越多的應用會通過無線技術實現，如共享單車、無線充電、網上購物等。

4）終端。物聯網技術使得裝有傳感器的設備都可以與互聯網連接，Wi-Fi技術使得越來越多的智能家居設備出現，全球定位系統的發展使得交通出行更加便利。

5）智能化。人工智能（Artificial Intelligence, AI）技術與網絡技術不斷融合，掃地機器人已經走進千家萬戶，無人駕駛技術已進入實車測試階段。

6）SDN。軟件定義網絡（Software Defined Network, SDN）是一種新型網絡架構，是網絡虛擬化的一種實現方式，通過將網絡設備控制面與數據面分離開來，實現了網絡流量的靈活控制，使網絡作為管道變得更加智能。

1.2.4 網絡強國戰略思想

我國于1994年才正式接入互聯網，但經過幾十年的發展，現在已經成為一個網絡大國，根據中國互聯網絡信息中心（CNNIC）2023年發布的第51次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》，截至2022年6月，我國網民規模達10.67億，互聯網普及率達75.6%，互聯網的普及和應用程度已經位于世界前列。

當今世界已進入信息化時代，信息革命正在以前所未有的方式深刻影響著各行各業，“互聯網+”作為網絡信息化思維創新與產業實踐結合的新模式，推動經濟形態在傳統行業演變，為社會經濟實體帶來新活力、新增長、新發展。網絡空間已成為國民經濟和社會生活的重要場所，網絡技術已成為考察和衡量國家核心技術的重要指標，網絡安全已成為國家安全的重要構成。在國際競爭日趨復雜的背景下，進一步推進我國網絡事業的規范、發展和創新，建設網絡強國具有重要的戰略意義。

沒有信息化就沒有現代化。在2014年2月中央網絡安全和信息化領導小組第一次會議上，習近平總書記提出建設網絡強國的目標：“要從國際國內大勢出發，總體布局，統籌各方，創新發展，努力把我國建設成為網絡強國。”當前，信息革命時代潮流與世界百年未有之大變局和中華民族偉大復興戰略全局發生歷史性交匯。放眼世界，網絡信息技術全面融入社會生產生活，深刻改變著全球經濟格局、利益格局、安全格局。網絡安全和信息化是事關國家安全和國家發展、事關廣大人民群眾工作生活的重大戰略問題，我們必須牢牢把握信息革命的“時”與“勢”，加快建設網絡強國，向著網絡基礎設施基本普及、自主創新能力顯著增強、信息經濟全面發展、網絡安全保障有力的目標不斷前進。