1.1.2 計算機網絡的產生與發展

計算機網絡于20世紀50年代中期誕生，20世紀60年代，廣域網（計算機網絡的一種）技術從無到有并迅速發展起來；20世紀80年代，局域網（計算機網絡的一種）技術得到了廣泛的發展與應用，并日趨成熟；20世紀90年代，計算機網絡向綜合化、高速化發展，局域網技術發展成熟。局域網技術與廣域網技術的緊密結合使企業得以迅速發展，同時為21世紀網絡信息化的發展奠定了基礎。

隨著網絡技術的發展，網絡技術的應用也已經滲透到社會生活中的各個領域。計算機網絡的發展經歷了從簡單到復雜的過程，可分為以下4個階段。

1. 面向終端的計算機網絡

第一階段（網絡雛形階段，20世紀50年代中期～20世紀60年代中期）：以單個計算機為中心的遠程聯機系統，構成面向終端的計算機網絡，稱為第一代計算機網絡。

1946年，世界上第一臺通用電子計算機ENIAC研制成功，它的問世是人類歷史上的一個重要里程碑。然而，最初的計算機數量很少且價格昂貴。用戶必須進入計算機機房，在計算機的控制臺上進行操作。這種方式不能充分利用計算機資源，用戶使用起來也極不方便。為了實現計算機的遠程操作，提高計算機資源的利用率，人們將分布在各地的多個終端通過通信線路與某地的中心計算機相連，以達到使用中心計算機系統主機資源的目的。這種具有通信功能的面向終端的計算機系統稱為第一代計算機網絡。

2. 面向通信的計算機網絡

第二階段（網絡初級階段，20世紀60年代中期～20世紀70年代中后期）：開始進行主機互聯，多個獨立的主機通過線路互聯構成計算機網絡，沒有網絡操作系統，只形成了通信網。20世紀60年代后期，阿帕網（Advanced Research Project Agency Network，ARPANET）出現，稱為第二代計算機網絡。

隨著計算機硬件價格的不斷下降和計算機應用的飛速發展，一個大的部門或者一個大的公司已經能夠擁有多個主機系統，這些主機系統可能分布在不同的地區，它們經常需要交換信息，如子公司的主機系統需要將其信息匯總后傳輸給總公司的主機系統，供有關工作人員查閱和審批。這種利用通信線路將多臺計算機連接起來的系統引入了計算機之間的通信，是計算機網絡的低級形式。這種系統中的計算機彼此獨立又相互連接，它們之間沒有主從關系，其網絡結構有如下兩種形式。

第一種形式是通過通信線路將主機直接連接起來，主機既承擔數據處理工作，又承擔通信工作。

第二種形式是把通信任務從主機中分離出來，設置通信控制處理機，主機間的通信通過通信控制處理機中的中繼功能間接進行。

3. 開放式標準化的計算機網絡

第三階段（第三代計算機網絡，20世紀70年代后期～20世紀80年代中期）：以太網誕生，國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO）制定了網絡互聯標準，即開放系統互連（Open System Interconnection，OSI），這是世界統一的網絡體系結構，在這一階段遵循國際標準化協議的計算機網絡開始迅猛發展。

20世紀70年代后期，人們開始提出研究新一代計算機網絡的問題。許多國際組織，如ISO、電氣電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）等成立了專門的研究機構，研究計算機系統的互聯、計算機網絡協議標準等問題，以使不同的計算機系統、不同的網絡系統能互聯，實現“開放”的通信和數據交換、資源共享和分布處理等。1984年，ISO正式發布了OSI參考模型，開創了一個網絡體系結構統一、遵循國際標準化協議的計算機網絡新時代。OSI參考模型不僅確保了各廠商生產的計算機之間能互聯兼容，還促進了企業的競爭。廠商只有執行這些標準，才有利于產品銷售，用戶也可以從不同廠商獲得兼容、開放的產品，從而大大加速了計算機網絡的發展。

在ARPANET基礎上發展起來的Internet，使用的是傳輸控制協議（Transmission Control Protocol，TCP）與互聯網協議（Internet Protocol，IP），盡管它們不是OSI參考模型，但至今仍被廣泛使用，成為事實上的行業標準。

4. 互聯網與綜合智能化高速網絡

第四階段（第四代計算機網絡，20世紀80年代后期至今）：計算機網絡向綜合化、高速化發展，局域網技術發展日益成熟，第四代計算機網絡就是以吉比特（Gbit）傳輸速率為主的多媒體智能化網絡。

隨著計算機網絡的發展，全球建立了不計其數的局域網和廣域網，為了擴大網絡規模以實現更大范圍的資源共享，人們又提出了將這些網絡互聯在一起的迫切需求，Internet應運而生。到目前為止，Internet的發展正逐漸走向成熟。

目前，計算機網絡面臨著諸多問題，如網絡帶寬限制、網絡安全、IP地址緊缺等。因此，新一代計算機網絡應向高速、大容量、綜合性和智能化的方向發展。不斷出現的新網絡技術，如移動互聯技術、第6版互聯網協議（Internet Protocol version 6，IPv6）技術、全光網絡技術等，是構建新一代寬帶綜合業務數字網的基礎。