信息技术基础：计算机网络概述

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其他计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）以及相应的应用软件4部分。

20世纪60年代，美苏冷战期间，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA提出要研制一种崭新的网络对付来自苏联的核攻击威胁。因为当时，传统的电路交换的电信网络虽已经四通八达，但战争期间，一旦正在通信的电路有一个交换机或链路被炸，则整个通信电路就要中断，如要立即改用其他迂回电路，还必须重新拨号建立连接，这将要延误一些时间。这个新型网络必须满足一些基本要求：①不是为了打电话，而是用于计算机之间的数据传送。②能连接不同类型的计算机。③所有的网络节点都同等重要，这就大大提高了网络的生存性。④计算机在通信时，必须有迂回路由。当链路或结点被破坏时，迂回路由能使正在进行的通信自动地找到合适的路由。⑤网络结构要尽可能地简单，但要非常可靠地传送数据。

根据这些要求，一批专家设计出了世界上第一个计算机网络——ARPAnet。1969年11月，美国国防部高级研究计划管理局（Advanced Research Projects Agency，ARPA）开始建立一个命名为ARPAnet的网络，但是只有4个结点，分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学4所大学的4台大型计算机。选择这4个结点的一个因素是考虑到不同类型主机联网的兼容性。对ARPAnet发展具有重要意义的是它利用了无限分组交换网与卫星通信网。通过专门的接口信号处理机（IMP）和专门的通信线路相互连接，把美国的几个军事及研究用计算机主机连接起来。起初是为了便于这些学校之间互相共享资源而开发的。ARPAnet采用了包交换机制。当初，ARPAnet只连接4台主机，从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下，从技术上它还不具备向外推广的条件。最初，ARPAnet主要是用于军事研究目的，它主要是基于这样的指导思想：网络必须经受得住故障的考验而维持正常的工作，一旦发生战争，当网络的某一部分因遭受攻击而失去工作能力时，网络的其他部分应能维持正常的通信工作。ARPAnet在技术上的另一个重大贡献是TCP／IP协议簇的开发和利用。作为Internet的早期骨干网，ARPAnet的试验奠定了Internet存在和发展的基础，较好地解决了异种机网络互联的一系列理论和技术问题。

总的来说，计算机网络的发展大概经历了四代。

（1）面向终端的计算机通信网

其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20世纪60年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。

（2）分组交换网

分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户段续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。

（3）形成计算机网络体系结构

为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架——开放系统互联基本参考模型OSI。这样，只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。

（4）高速计算机网络

其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。

中国计算机网络是改革开放后成长起来的，早期与世界先进水平存在巨大差距。但受益于计算机网络设备行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大，我国计算机网络设备制造行业发展十分迅速。近两年，随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退，计算机网络设备制造行业获得良好发展机遇，中国已成为全球计算机网络设备制造行业重点发展市场。(www.xing528.com)

中国互联网协会卢卫秘书长发布的《2016年中国互联网产业综述与2017年发展趋势》报告指出，我国互联网产业在引领经济发展、推动社会进步、促进创新等方面发挥了巨大作用，互联网用户和市场规模庞大、互联网科技成果惠及百姓民生、互联网与传统产业加速融合、互联网国际交流合作日益深化、互联网企业竞争力和影响力持续提升。在这一年里，网络强国战略、制造强国战略、国家大数据战略等重大国家政策不断细化落实，互联网产业发展前景广阔。

报告显示，2016年中国互联网产业呈现出以下发展态势和特点。

①互联网基础设施支撑产业快速发展。中国网民互联网普及率过半，4G用户持续爆发式增长；“宽带中国”战略进入优化升级阶段，光网城市成为发展热点；移动网络进入“4G＋”时代，5G技术试验全面启动。

②互联网技术推动产业创新发展。“大智移云”是互联网产业的重要技术载体和推动力；人工智能带来新的变革；虚拟现实进入快速成长期。

③互联网与传统产业加速融合发展。制造业与互联网加速融合；互联网构建新型农业生产经营体系。

④互联网应用服务产业繁荣发展。打通线上线下，实体商店与互联网电商平台紧密结合；“互联网＋”医疗发挥鲇鱼效应；网络教育积极探索新的市场空间；分享经济影响广泛，新模式、新业态不断涌现；互联网创新政务服务。

⑤网络安全治理促进产业有序发展。网络安全产业高速发展，产品种类不断丰富；传统网络威胁向工控系统扩散，智能应用安全问题日益突出；互联网领域法治化的不断推进，网络安全责任主体得以明确；网络治理问题受到关注，主管部门依法打击泄露个人信息的犯罪案件。

报告预测，2017年，中国互联网产业发展有如下趋势值得关注。

①新一代信息基础设施成为网络强国战略的关键支撑。农村网络基础设施建设将让广大农民分享宽带红利；光网城市建设受到重视，一系列试点城市将会陆续出现，发挥示范引领作用；4G网络覆盖进一步扩大，5G研发试验和商用进一步推进。

②互联网技术成为创新发展的强劲动力。数字化、智能化服务技术蓬勃发展；增强信用与安全的技术将进一步丰富；企业信息化与云端迁移技术将释放更大影响力；物理和数字世界互动技术应用范围进一步扩大；制造技术与信息网络技术融合塑造新的生产模式。

③产业融合成为振兴实体经济的重要体现。互联网与传统产业的融合将在培育壮大新动能、提振产业发展方面发挥不可替代的作用；智能制造成为产业转型升级的关键领域；农业供给侧结构性改革将进一步深化。

④应用与服务成为惠及民生的创新举措。国内分享经济领域将继续拓展，在营销策划、餐饮住宿、物流快递、交通出行、生活服务等领域进一步渗透；互联网与政府公共服务体系的深度融合将加快；随着“互联网＋”行动计划的深入，智慧城市建设快速推进，互联网将作为创新要素对智慧城市发展产生全局性影响。

⑤安全与治理成为产业发展的有力保障。物联网安全态势感知能力增强，云计算安全更加重要；互联网治理的方式与手段进一步创新；中国在网络空间国际影响力增强。