到20世纪80年代初，ARPAnet取得巨大成功，但不能提供给没有获得美国联邦机构合同的学校使用。为解决这一问题，美国国家科学基金会（NSF）着手建立能提供各大学计算机系使用的计算机科学网CSnet。实际上，CSnet并不是一个具体的网络，而是一个逻辑上的网络，或者说是超级网络。它是在其他基础网络之上加统一的协议层而成的，使用其他网络提供的通信能力。在用户的观点下，它仍然是一个独立的网络。CSnet由4个网络实体组成，通过CSnetRelay（一台中继计算机）相联。同Usenet不一样，CSnet采用集中控制方式，所有信息交换都经过CSnetRelay进行。CSnet的一个实体就是ARPAnet，而另一个是X.25网（早期的公共数据网）。凡已同这两个网络相联的学校和科系，都自然成为可以使用CSnet的用户。对于那些没有加入这两个网的学校和科系，另单独建立了一个网络实体Phonenet，通过它，可用电话线与CSnetRelay连接而进入CSnet。
此后，其他一些机构也开始建立自己的面向全国的计算机广域网。在这些广域网中，对Internet关系最为直接的要算国家科学基金会网（NSFnet）。美国国家科学基金会（NSF）在建立CSnet之后，又转向建立横跨全美的NSFnet。这个网络可以说是走向Internet的真正起点。NSFnet后来成为Internet基干网，Internet起初就是以它为基础并连接其他几个网络而发展起来的。同ARPAnet一样，NSFnet也采用TCP/IP网络通信协议，这也是Internet所用的标准协议。
20世纪90年代，NSF和美国的其他政府机构开始认识到，Internet必将扩大它的使用范围，不会仅限于大学和研究机构，Internet已不可能全部由政府机构出钱建造，于是政府决定将Internet的主干网交给私人公司来经营，并开始对接入Internet的单位收费。然后IBM、MERIT和MCI成立了一家非营利性组织ANS(AdvancedNetworkandServices)。正是由于这些公司的加入，才使得在Internet上进行商业活动有了可能，也使它在世界范围内得以迅速发展。商业化机构一踏入Internet这一陌生的领域，就发现了它在通信、资料检索、客户服务等方面的巨大潜力。于是，世界各地无数的企业及个人纷纷涌入Internet，带来了Internet发展史上一次质的飞跃。
目前，Internet已连接了全球200多个国家和地区的上百万个计算机网络，网络用户超过20亿，成为全世界应用最为广泛的计算机网络。任何一个希望应用Internet开展业务的组织机构，只要使自己的主机或网络在技术上符合Internet基于TCP/IP的协议标准，并进行注册登记，就可以连接到Internet上，使本组织的网络成为Internet的网络资源。想要获得Internet服务的用户，只要有微型计算机和网络接入设备，就可以极低的成本方便地在全球范围内访问Internet信息资源。
2.1.2网络的分类计算机网络一般可以按照地理范围分类、按拓扑结构分类、按传输介质分类、按带宽速率分类、按通信协议分类等。
1.按地理范围分类
1)局域网
局域网是最常见、应用最广泛的一种网络，它是将小区域内的各种通信设备互联在一起的网络，其分布范围局限于一座大楼、一家工厂、一个学校或一所医院内，用于连接个人计算机、工作站和各类外围设备以实现资源共享和信息交换。这类网络的覆盖范围一般在几米至几千米，传输速度高，连接费用低，数据传输可靠，误码率低。目前流行的校园网、企业网等往往属于局域网。
2）广域网
广域网的联网设备分布范围广，覆盖范围一般在几十千米以上，甚至覆盖全球，如Internet可把全世界200多个国家和地区的20多亿用户紧密地连在一起，使用户之间互通信息，共享计算机和各种信息资源。这类网络由于传输距离远，所以信号衰减比较严重，错误率也较高。
3）城域网
城域网的覆盖范围介于局域网和广域网之间，从几千米到几十千米，一般属于在一个城市或一个地区范围内建立起来的网络。城域网设计的目标是满足数十千米范围内大量的企业、机关、公司和多个局域网互联的需要，以实现大量用户之间的数据、语音、图像和视频等多种信息的传输。
上述3种网络的特征参数如表2—1所示。
表2—1各类计算机网络的特征参数
网络分类缩写分布距离典型应用场合数据传输速率
局域网
LAN
10m房间
100m楼群
10km校园
4Mbps2Gbps
城域网MAN10km城市50Kbps100Mbps
广域网
WAN1100km城市、国家或洲9.6Kbps45MbpsInternet1000km城市、国家、洲或洲际9.6Kbps45Mbps
2.按拓扑结构分类
网络拓扑结构是指抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系统的连接形式，是指网络电缆的几何连接形状，它能从逻辑上表示网络服务器、工作站的网络配置和互相之间的连接。
网络拓扑结构按形状可分为总线型、星形、环形等结构。
1)总线型结构
总线型结构是指在一条单线上连接着所有工作站和其他共享设备（文件服务器、打印机等），如图2—1所
图2—1总线型结构示。总线型网络的优点是所需电缆数量少；结构简单又是无源工作，有较高的可靠性；易于扩充，增减用户方便。不足之处在于其传输距离有限，通信范围受到限制；故障诊断和隔离困难；分布式协议不保证信息及时传送，不具实时功能；一旦总线的某一点出现接触不良或断开，整个网络将陷于瘫痪。因此，实际安装时要特别处理好总线的各个接头。
2）星形结构
星形结构以中央结点为中心与各结点连接，如图2—2所示。星形网络的特点是：系统稳定性好，故障率低。由于任何两个结点间通信都要经过中央结点，中央结点负担较重，形成瓶颈，故中央结点出故障时，整个网络会瘫痪。另外，各站点的分布处理能力较低。
在文件服务器/工作站的局域网模式中，中央结点是文件服务器，存放共享资源。在文件服务器与工作站之间接有集线器（HUB），集线器的作用为多路复用，目前大多数局域网均采用星形结构。
3）环形结构
环形结构是指工作站、共享设备（服务器、打印机等）通过通信线路将设备构成一个闭合的环，如图2—3所示。环形网络的优点在于增减工作站时只需简单连接；信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间有唯一的通路，可靠性高。其不足之处在于结点故障会引起全网的故障；故障难检测；媒体访问协议都用令牌传递方式，在负载很轻时，信道利用率较低。
图2—2星形结构
图2—3环形结构
4）其他类型拓扑结构
其他类型的拓扑结构如树形拓扑、网形拓扑及混合型拓扑等。它们都有各自的优缺点，大家可以结合以上的情形进行分析。
3.按传输介质分类
传输介质就是指用于网络连接的通信线路。目前常用的传输介质有同轴电缆、双绞线、光纤、卫星、微波等有线或无线传输介质，相应地可将网络分为同轴电缆网、双绞线网、光纤网、卫星网和无线网。
4.按带宽速率分类
带宽速率指的是“网络带宽”和“传输速率”两个概念。传输速率是指每秒钟传送的二进制位数，通常使用的计量单位为bps、Kbps、Mbps。按网络带宽可以分为基带网(窄带网)和宽带网；按传输速率可以分为低速网、中速网和高速网。一般来讲，高速网是宽带网，低速网是窄带网。
5.按通信协议分类
通信协议是指网络中的计算机进行通信所共同遵守的规则或约定。在不同的计算机网络中采用不同的通信协议。在局域网中，以太网采用CSMA协议，令牌环网采用令牌环协议，广域网中的报文分组交换网采用X.25协议，Internet采用TCP/IP协议，采用不同协议的网络可以称为“×××协议网”。
2.1.3网络的体系结构人们对计算机网络的研究是按照分层的方式进行的，也就是将总体要实现的功能进行分解，分配在不同的层次中，每个层次中要实现的功能和实现的过程都有明确的规定。计算机网络分层的方式和各层次的功能及相互之间的关系，称为计算机网络体系结构。学习计算机网络的体系结构和相关的概念，是理解和掌握计算机网络工作原理的基础。
国际标准化组织推荐的网络体系结构参考模型（ISO/OSI）采用了如图2—4所示的7层体系结构。由底层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。各层的功能如下。
图2—4网络体系结构参考模型
(1)物理层（PhysicalLayer)
物理层定义硬件接口的电气特性、机械特性和应具备的功能，以及电缆如何与网卡连接、如何传输数据等。
(2)数据链路层（DataLinkLayer）
数据链路层负责在两个相邻结点之间的线路上无差错地传输以帧为单位的数据。帧为数据的逻辑单位，每一帧包括数据和一些必要的控制信息（包括同步信息、地址信息、差错控制信息和流量控制信息等）。
(3)网络层（NetworkLayer）
数据的传输单位是分组或包，网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的传输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交给目的站的传输层。网络层具有寻址功能。
(4）传输层(TransportLayer）
信息的传输单位是报文。传输层的任务是根据通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠的方式为两个端系绕（即源站和目的站）的会话层之间，建立一条传输连接，透明地传输报文。也就是说，传输层向上一层（会话层）提供一个可靠的端到端的服务。
（5）会话层(SessionLayer)
在会话层及更高层中，数据传输的单位没有另外的名字，一般都可称为报文。会话层不参与具体的数据传输，但是对数据传输进行管理。会话层在两个互相通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互(Interaction）。
(6）表示层(PresentationLayer)
表示层主要解决用户信息的语法表示问题。此外，对所传输的信息进行加密、解密，也是表示层的任务之一。
(7)应用层(ApplicationLayer)
应用层主要提供给用户一个良好的应用环境，不必担心网络资源如何分配等问题。它定义了某些软件所具备的功能和注意事项，如远程登录的方式、文件的传输与管理方法、信息交换的协议等。
上述各层最主要的功能可以归纳如下。
①应用层：与用户进程的接口，即相当于做什么。
②表示层：数据格式的转换，即相当于对方看起来像什么。
③会话层：会话的管理与数据传输的同步，相当于轮到谁讲话和从何处讲。
④传输层：从端到端经网络透明地传输报文，即相当于对方在何处。
⑤网络层：分组传输和路由选择，即相当于走哪条路可以到达该处。
⑥数据链路层：在链路上无差错地传输帧，即相当于每一步应该怎样走。
⑦物理层：将比特流送到物理媒体上传输，即相当于对上一层的每一步应该怎样利用物理媒体。
2.1.4计算机网络的组成要素计算机网络系统是一个集计算机硬件设备、通信设施、软件系统及数据处理能力为一体的，能够实现资源共享的现代化综合服务系统。计算机网络系统的组成可分为3个部分，即硬件系统、软件系统和网络信息系统。
1.硬件系统
硬件系统是计算机网络的基础。硬件系统有计算机、通信设备、连接设备及辅助设备组成。硬件系统中设备的组合形式决定了计算机网络的类型。下面介绍几种网络中常用的硬件设备。
1)服务器
服务器是一台速度快、存储量大的计算机，它是网络系统的核心设备，负责网络资源管理和用户服务。服务器可分为文件服务器、远程访问服务器、数据库服务器、打印服务器等，是一台专用或多用途的计算机。在Internet中，服务器之间互通信息，相互提供服务，每台服务器的地位是同等的。服务器需要专门的技术人员对其进行管理和维护，以保证整个网络的正常运行。
2）工作站
工作站是具有独立处理能力的计算机，是用户向服务器申请服务的终端设备。用户可以在工作站上处理日常工作，并随时向服务器索取各种信息及数据，请求服务器提供各种服务(如传输文件、打印文件等)。
3）网卡
网卡又称为网络适配器，是计算机和计算机之间直接或间接传输介质互相通信的接口，分为有线网卡及无线网卡两种。
有线网卡插在计算机的扩展槽中。一般情况下，无论是服务器还是工作站都应安装有线网卡。网卡的作用是将计算机与通信设施相连接，将计算机的数字信号转换成通信线路能够传送的电子信号或电磁信号。它的好坏直接影响用户将来的软件使用效果和物理功能的发挥。目前常用的有100Mbps、10Mbps/100Mbps自适应网卡、10Mbps/100Mbps/1000Mbps自适应网卡，网卡的总线形式以PCI为主。
无线网卡是终端无线网络的设备，是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备（见图2—5）。具体来说，无线网卡就是使个人计算机可以利用无线的方式来上网的一个装置，但是有了无线网卡也还需要一个可以连接的无线网络，如果在家里或者所在地有无线路由器或者无线AP的覆盖，就可以通过无线网卡以无线的方式连接无线网络可上网。
图2—5无线网卡
4）集线器
集线器(Hub)是局域网中使用的连接设备。它具有多个端口，可连接多台计算机。在局域网中常以集线器为中心，用双绞线将所有分散的工作站与服务器连接在一起，形成星形拓扑结构的局域网系统。这样的网络连接，在网上的某个结点发生故障时，不会影响其他结点的正常工作。
