计算机网络概述
学习计算机网络，应从了解计算机网络定义、计算机网络发展历史、计算机网络的基本组成和主要应用开始。这些都是最基本、最基础的计算机网络的知识。
本章主要介绍计算机网络的一些基础知识，包括计算机网络的发展历史、基本组成、作用、分类、拓扑结构等。本章的重点是理解各种拓扑结构的主要特性和优缺点。
计算机网络的定义
目前通常认为“计算机网络”是指将不同地理位置，具有独立功能的多台计算机及网络设备通过通信线路（包括传输介质和网络设备）连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的共同管理和协调下实现资源共享和信息传递的计算机系统。
简单地讲，计算机网络就是许多独立工作的计算机系统通过通信线路（包括连接电缆和网络设备）相互连接构成的计算机系统集合，或者计算机系统团体。而在这个计算机系统集合中，可以实现各计算机间的资源共享、相互访问，可以进行各种需要的计算机网络应用。其中的计算机可以是微机、小型机、中型机、大型机或巨型机等，网络设备包括网桥、网关、交换机、AP、路由器、防火墙等。但仅有这些硬件是不可能组成计算机网络的，还必须有相应的软件系统支持。这里所说的“资源共享”包括：硬件资源共享、软件资源共享、数据资源共享这三个方面。
计算机网络的发展历史
- 第一代计算机网络（面向终端的计算机网络） 1946年，世界上第一台数字计算机问世。第一代计算机网络是以计算机主机（其实相当于我们现在所说“计算机服务器”）为中心，一台或多台终端围绕计算机主机分布在各处，而计算机主机的任务是进行成批处理，用户终端则不具备数据的存储和处理能力。
- 第二代计算机网络（分组交换式的计算机网络） 1964年8月巴兰（Baran）在美国兰德（Rand）公司《论分布式通信》的研究报告中提到了“存储转发”（这在我们学习交换机技术时会介绍这项技术）的概念。在1962年至1965年间，美国的ARPA（Advanced Research Projects Agency，美国国防部高级研究计划署）和英国的NPL（National Physics Laboratory，国家物理实验室）都对这一新技术进行了研究。后来，英国NPL的戴维斯（David）于1966年首次提出了“分组”（packet）的概念。在1969年12月，产生了世界上第一个基于分组技术的计算机分组交换系统APPANET。这是大家公认的计算机网络的鼻祖。
- 第三代计算机网络（标准化的计算机网络） 1977年ISO（国际标准化组织）的TC97信息处理系统技术委员会SC16分技术委员会开始着手制定开放系统互连参考模型（OSI/RM），并于1984年发布。OSI/RM模型是一个开放体系结构，定义了网络互连的七层结构，并详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。OSI/RM模型同时规定了计算机之间只能在对应层之间进行通信，大大简化了网络通信原理，是公认的新一代计算机网络体系结构的基础，为普及计算机网络奠定了基础。 1983年，DARPA将ARPANET上的所有计算机结构转向了TCP/IP协议，并以ARPANET为主干建立和发展了Internet，形成了TCP/IP体系结构。 TCP/IP协议体系结构虽然不是国际标准，但它的发展和应用都远远超过了OSI/RM，成为了Internet体系结构上的实际标准。究其原因主要有以下三个方面：一是TCP/IP协议簇非常庞大，功能完善且实用（目前的Internet基本上全是TCP/IP协议类型的网络），用户基础好；二是曾经的Internet的投资者不会轻易放弃在TCP/IP协议体系上的巨大投资；三是OSI/RM的网络体系结构本身分层过多，有些层次（如会话层和表示层）没有太大单独划分的必要性，而有些功能（如流量控制和差错控制等）又在多个层次中出现，实现和协调起来比较难。
- 第四代计算机网络（国际化的计算机网络） 第四代计算机网络的定义为“将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统”。
- 下一代计算机网络 普遍认为下一代计算机网络（NGN，也就是我们所说的第五代计算机网络）是因特网、移动通信网络、固定电话通信网络的融合，IP网络和光网络的融合；是可以提供包括语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架；是业务驱动、业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离的网络；是基于统一协议的、基于分组的网络。在功能上NGN分为四层，即接入和传输层、媒体层、控制层、网络服务层。我们看得见的一些下一代计算机网络的主要特征包括：目前正在进行的就是“三网”（计算机网络、电信网络、广东电视网络）融合，物联网、虚拟化、云计算、HTML5等新的革命性技术等。 在这些新技术中，“云计算”和“物联网”可能是将来彻底改变目前计算机网络格局和应用的最主要的两大技术。“云计算”其实类似于以前的IBM大型机，是一种集中服务、集中管理的平台。就是由云计算运营商集中为企业客户提供一些软、硬件平台及各种所需的服务和管理，企业客户只需要通过比较简单的云计算客户端连上位于互联网上的运营商云计算平台就可享受所购买的服务、平台，大大节省了企业客户在计算机网络软、硬件平台（如各种服务器系统、企业交换机、路由器、防火墙等）上的投资。 “物联网”是一种继续扩展计算机网络的新型技术，简单地讲就是“物-物相联的网”。它是通过射频识别（RFID）技术，以及红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把一些目前不能与计算机网络连接的物品（如电灯、电器、监控设施等）与互联网连接，以便进行物品之间的信息交换和通信，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。通过“物联网”我们将来在上班时就可以控制家里的电灯、电器设施的开关，监控家里的防盗监控设施，真正实现无处不在的互联网应用。
计算机网络的基本组成
计算机网络是一个由一些硬件设备和相应的软件系统组成的完整系统。计算机网络的基本组成包括：计算机（或者是只具有基本计算机功能的计算机终端）、网络连接和通信设备、传输介质、网络通信软件（包括网络通信协议）。
计算机网络硬件系统
计算机网络硬件系统就是指计算机网络中可以看得见的物理设施，包括各种计算机设备、传输介质、网络设备这三大部分。
计算机设备
计算机设备就是由网络用户控制和使用的各种计算机（如PC、计算机服务器、计算机终端、笔记本式计算机、iPAD之类的便携式设备）。
网络设备
网络设备通常是指除计算机设备以外的设备，如有线网络中的网卡、网桥、网关、Modem、交换机、路由器、硬件防火墙、硬件IDS（入侵检测系统）、硬件IPS（入侵防御系统）、宽带接入服务器（BRAS）、UPS（不间断电源）等，无线网络（WLAN）中的WLAN网卡、WLAN AP、WLAN路由器、WLAN交换机等。
传输介质
传输介质简单地说就是网线，是网络通信的“路”。如果没有这些传输介质，网络通信信号将不知道往哪里传，也不可能传，就像前面没有路，我们无法向前行进一样。
计算机网络软件系统
计算机网络通信除了需要前面所说的各种计算机硬件系统外，还需要一些计算机网络通信和应用软件。这些计算机网络通信和应用软件就是指安装在终端计算机中，用于计算机网络通信或应用的计算机程序。首先要有的就是一个网络应用平台，如计算机和服务器上所安装的、具备计算机网络通信功能的操作系统。像交换机、路由器和防火墙等，这类设备上也会安装用于计算机网络通信的操作系统。如计算机或服务器上所安装的各种Windows系统、Linux系统、UNIX系统，Cisco交换机/路由器/防火墙上安装的CatOS、IOS系统，H3C交换机/路由器/防火墙上安装的Comware系统等。 除了操作系统以外，还需要独立或者内植于操作系统中的网络通信协议，如TCP/IP协议簇、IEEE 802协议簇、PPP、PPPoE、IPX/SPX等，及网络设备中的VLAN、STP、RIP、OSPF、BGP等。最后就是需要进行各种具体网络应用的工具软件，如我们常见的QQ、MSN等即时通信软件，Outlook、Firefox、Sendmail等电子邮件软件，用于拨号的PPP、PPPoE协议，用于VPN通信的IPSec、PPTP、L2TP协议等。
计算机网络的主要应用
计算机网络的应用得到了空前繁荣。已渗透到了普通百姓的日常工作、生活和休闲等各个方面。
资源共享
在计算机网络中，一个最基本，也是最传统的应用就是资源共享（Resource Sharing）。这里的共享资源可以是物理设备，如打印机、扫描仪、传真机、刻录机，也可以是共享的数据文件、软件资源等。其目标就是让每个人都可以访问其允许的设备、程序、文件和数据信息。
网络通信
在网络通信方面，目前在企业中用得较多的功能是远程网络互联、远程视频会议，远程培训、远程会诊等。远程网络互联目前在集团公司与子公司之间，或者公司与合作伙伴、供应商网站之间通过专门的接入方式（目前主要是利用VPN技术）把各单位的网络按照应用需求和访问权限连接起来。
数据传输
在计算机网络中进行数据传输是最常见的了，如我们天天在用E-mail邮件收发、通过FTP（文件传输协议）进行文件传输、通过TFTP/RCP（简单文件传输协议/远程复制协议）进行文件上传和下载等。
协同工作
协同工作是目前计算机网络的一种典型应用，是指通过网络，使位于相同或者不同地点，甚至不同国家的多个系统共同担负着某项网络通信或者网络应用任务的工作方式。
远程访问与管理
远程访问与管理是计算机网络用户访问，以及管理员对客户机和服务器的管理方式。如一些支持移动上网的VPN解决方案就可以使公司员工在任何时候、任何地点通过VPN连接到公司的网络，查看所需的文件或数据，上传或下载所需的文件。
电子商务
通过自己的网站为客户提供网上在线交易，这就是我们通常所说的“电子商务”。
