计算机网络是管理信息系统的基础。由于一个企业或组织中的信息处理都是分布式的，把分布式信息按其本来面目由分布在不同位置的计算机进行处理，并通过网络把分布式信息集成起来，是管理信息系统的主要运行方式，因此，计算机网络技术是管理信息系统的基本技术。

1.计算机网络的发展过程

计算机网络始于20世纪50年代，主要发展的动力为资源共享的需求、大型项目的合作需求、人与人之间的沟通需求。从体系结构来观察，计算机网络的发展可分为5个阶段：第一代以主机为中心的联机终端网络系统；第二代以通信子网为中心的主机互连；第三代是具有层次化体系结构的标准化网络；第四代Internet；第五代下一代互联网。

（1）第一代网络：以主机为中心的联机终端网络系统

以主机为中心的联机终端网络系统采用集中式处理方式，提高了信息处理的效率，降低了系统费用，易于管理控制，也能够保证数据的安全性和一致性。在早期的计算机系统中，以主机为中心的联机终端网络系统曾风靡一时。它有一台大型主机，可以同时接数台或数十台终端机，如图2-1所示。

图2-1 以主机为中心的联机终端网络系统

所有的文件都存储在主机的磁盘中，程序也在主机上运行。主机对各终端机用户传来的数据进行分时处理，使每个终端用户感觉像拥有一台自己的大型计算机一样。终端只是一种数据输入/输出设备，没有CPU和存储器，只是负责将用户键盘输入的信息传到主机，然后输出由主机返回的处理结果。但由于程序运行和文件访问都在主机上，用户完全依赖于主机，一旦主机出现故障就会使所有用户受到影响。由于许多用户共享一台主机，主机要同时处理来自各个终端的数据，这样可能造成主机的负荷过重。所以系统的性能主要取决于主机的性能和通信设备的速度。

（2）第二代网络：以通信子网为中心的主机互连

第二代计算机网络的发展时期主要是从20世纪60年代后期至20世纪80年代，其特征主要体现在两个方面：第一个方面，多个终端联机系统的互联，形成以多主机为中心的网络；第二个方面，网络结构从“主机-终端”转变为“主机-主机”，如图2-2所示。

第二代网络有两个演变阶段。在第一个演变阶段中，通信任务从主机中分离，由通信控制处理机CCP完成，CCP实际上是处理主机之间通信任务的专用设备，由CCP构成通信子网，HOST构成资源子网，如图2-3所示。

图2-2 第二代计算机网络结构图

图2-3 第二代网络的演变阶段1

在第二个演变阶段中，通信子网规模逐渐扩大，并开始从私有变为社会公用，渐渐形成公用数据通信网，从而降低用户系统建设成本，提高通信线路利用率，并有很好的兼容性，如图2-4所示。

（3）第三代：具有层次化体系结构的标准化网络

第三代计算机网络的主要发展时期是从20世纪80年代到20世纪90年代，不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构标准化的原动力。主要国际标准是ISO在1984年推出的OSI参考模型，这是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架。而在真正的实践中，形成了事实上的标准，即TCP/IP模型和协议。

图2-4 第二代网络的演变阶段2

（4）第四代网络：Internet

第四代计算机网络出现在20世纪90年代以后，以Internet为代表，以高速化、综合化、多媒体技术为特征，丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力。

（5）第五代网络：下一代互联网

下一代互联网将会更高速、更智能、更融合。在美国，政府资助的“下一代因特网计划”的目标是主干网的速率比现在的因特网高1000倍。在我国，2003年8月，国务院正式批复启动“中国下一代互联网示范工程”——CNGI（China Next Generation Internet），并于2006年该项目通过验收。

2.计算机网络的功能

计算机网络是把分布在不同地理位置的计算机及通信设备用传输介质连接起来，并配以相应的网络软件所构成的系统。计算机网络是由计算机及相关外围设备组成的一个群体，其中计算机是网络中信息处理的主体。网络中的每台计算机既是网络中的一个节点，同时又是一个独立的实体，它们必须遵守共同的网络协议，通过传输介质来实现数据通信和资源共享及分布式处理。

计算机网络的主要功能表现为以下3个方面。(www.daowen.com)

1）数据通信：随着Internet在世界各地的风行，传统的电话、电报、邮递通信等方式受到很大冲击，电子邮件已为人们广泛接受，网上电话、视频会议等各种通信方式正在迅速发展。数据通信是计算机网络最基本的功能，该功能用于实现计算机与计算机、计算机与终端之间的数据传输。

2）资源共享：资源共享是指网上的用户能部分或全部地享用系统中的资源，从而大大提高系统资源的利用率。共享的资源包括软件资源、硬件资源和数据资源等。

3）分布式处理：在具有分布式处理能力的计算机网络中，当某台计算机负荷过重时，网络操作系统自动完成对多台计算机的协调工作，将任务分布到多台计算机上进行处理，使各台计算机的负载平衡，提高每台计算机的可用性和处理能力。

3.计算机网络的组成

计算机网络大体上可以被划分为两个部分：资源子网和通信子网。

（1）资源子网

实现联网信息处理功能的部分称为资源子网。资源子网一般由主计算机系统、终端、监控设备、联网外设等组成。资源子网负责全网的数据处理和向网络用户提供网络资源及网络服务等。

（2）通信子网

完成数据通信功能的部分称为计算机网络中的通信子网。不同类型的网络，其通信子网的物理组成各不相同。局域网最简单，它的通信子网由传输介质和主机网络接口板（网卡）组成。在广域网中，通信子网除了包括传输介质和主机网络接口板之外，还包括一组转发设备。这里的转发设备可以是交换机等通信设备，它连接两条或更多条传输线，负责主机之间的数据转发，相当于电话系统中的程控交换机。

把网络中的通信子网和以主计算机为主体的资源子网分离开是网络层次结构思想的重要体现，它使得对整个计算机网络的分析和设计大为简化。但是这种划分方法也存在着一个明显的缺陷，就是没有把网络结构与协议层次结合起来。所以，容易造成一种误会，似乎资源子网中的主计算机不参与任何通信操作，这显然是不符合事实的。

4.计算机网络的分类

计算机网络可以从不同的角度进行分类，比如按照网络覆盖的地域范围分类，按照数据传输方式分类，或者按照网络的拓扑结构分类等。下面将分别进行介绍。

（1）按照覆盖的地域范围分类

按照覆盖地域范围的大小，计算机网络可分为局域网、广域网和城域网。局域网覆盖有限的区域，通常是数公里之内的计算机连成的网络，常用于一幢大楼内或紧邻的楼群之间的通信。局域网的传输速率通常为10～100 Mbit/s，目前1000 M以太网正在校园网和企业网中广泛使用，例如部门级网、校园网、园区网等。广域网是广大地域的网络。广域网要使用公共的通信系统，利用各种通信设施覆盖广大的地理区域，如长途电话、卫星传输、电缆等。Internet可以视为世界上最大的广域网。广域网的实现，都是按照一定的网络体系结构和相应的协议进行的。为了实现不同系统的互连和相互协同工作，必须建立共同的网络体系结构和协议标准。国际标准化组织ISO为此于1979年提出了开放系统互连（OSI）参考模型，国际上的其他一些权威组织也制定了相应的一系列国际标准协议，这些协议对于广域网的实现、建立和应用有重要的指导作用。城域网是介于局域网和广域网之间，它的大小通常是覆盖一个地区或城市，城市区域网采用的就是城域网技术。

（2）按照数据传输方式分类

按照数据传输方式，计算机网络可以分为广播式网络和点到点式网络。在广播式网络中，所有联网的计算机共享一个公共通信信道，在任一时间内只允许一个节点使用公共通信信道，当一个节点利用公共通信信道“发送”数据包时，其他节点都能“收听”到这个数据包。由于发送的数据包中包含目的地址和源地址，接收到数据包的计算机检查数据包中的目的地址是否与本计算机的地址相同，如果地址相同，则将数据包接收，否则将丢弃该数据包。在点到点式网络中，每条物理线路连接一对节点。如果两个节点之间没有直接连接的物理线路，则它们之间的通信只能通过其他中间节点进行接收、存储、转发，直到将数据送到目的地。由于连接计算机之间的线路复杂，造成从源计算机到目的计算机之间可能存在多条路由，所以，在点到点式网络的通信协议中必须要有路由算法。

（3）按照网络拓扑结构分类

网络拓扑结构指网络节点在地理分布和互连关系上的几何构形，简单地说指网络形状，网络的连通性。计算机网络按照拓扑结构分为星形网络、总线型网络、环形网络、树形网络和网状型网络，如图2-5所示。

图2-5 网络的拓扑结构

1）星形。网络上多个节点均以单独的链路直接与一个公共的中心节点连接，中心节点负责接收来自其他节点的信息，再转发给相应的目的节点。中心节点一般有两种选择，一种是以广播式方式来运作，典型的设备是集线器（HUB）；另一种是以交换方式来运作，典型设备是专用交换机（PBX）。这种网络结构简单、便于管理、时延小，但通信线路总长度较长，线路成本较高。

2）总线型。采用一个公用通道作为传输媒体，所有节点通过相应的硬件接口直接连接到公用信道上，这一公用信道称为总线。所有站点发送的信息都通过该公用信道传播，某一时刻只允许一个站点向信道上发送数据，并且数据分组中携带有目的地址，信道上的数据能被其他所有站点接收，且各站点识别分组携带的目的地址，以确定是复制、分组，还是丢弃。总线型结构简单，节点扩展灵活，可靠性比较高，尤其适合于中小规模组网。

3）环形。由站点和链路组成闭环，数据沿环路单向传输，且绕环行驶一周回到源站点的路径是固定的。环网通信线路短，结构简单，能够提供较好的实时性能，但回路中任一节点的故障均可能影响环路的通畅。

4）树形。树形网络是分层结构，具有根节点和分支节点，适用于分级管理和控制系统，成本略低于星形结构。由于上级节点的故障会影响到下级节点的通信，故节点层次越高，机器的可靠性要求也越高。

5）网状型。在网状型结构中，任何一个节点至少有两条链路与其他节点相连，每个节点都具有选择链路和控制信息流的功能。这种网络结构可靠性高，某一线路或者节点出现问题不会影响到整个网络，缺点是通信线路较长，硬件成本较高，网络管理比较复杂。