自1946年世界上第一台数字电子计算机问世后，有近10年，计算机和通信并没有什么关系。1954年制造出了终端，人们用这种终端将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机。此后，又有了电传打字机，用户可在远地的电传打字机上键入程序，而计算出来的结果又可以从计算机传送到电传打字机打印出来。计算机与通信的结合就这样开始了。

现代的计算机网络技术起始于20世纪60年代末，当时，美国国防部要求计算机科学家为无限量的计算机通信找到某种途径，使任何一台计算机都无需充当“中枢”。其时，美苏关系紧张，而防御战略家认为，一个中枢控制的网络遭到核攻击的可能性防不胜防，于是美国国防部于1969年出资研究开发ARPA网，该网络被设计成可在计算机间提供许多路线（在计算机术语中称为路由）的网络。到20世纪80年代末，有数百万计算机和数千网络使用TCP/IP，也正是从它们的相互联网开始，现代网络才得以诞生。

计算机网络的发展历史不长，但发展速度很快。在40多年的时间里，其演变过程大致可概括为6个阶段：①具有通信功能的单机系统阶段；②具有通信功能的多机系统阶段；③以共享资源为主的计算机网络阶段；④多种网络技术的并存阶段；⑤以局域网络及其互联为主要支撑环境的分布式计算机阶段；⑥Internet时代。

（一）具有通信功能的单机系统

该系统又称终端—计算机网络，是早期计算机网络的主要形式。它是将一台中央主计算机连接大量的地理上处于分散位置的终端。从20世纪50年代开始，美国军方所研制的半自动地面防空系统（SAGE）试图把各雷达站测得的数据传送到计算机进行处理。在1958年首先建成了纽约防区，到1963年共建成了17个防区。该项工程投入了80亿美元，推动了当时计算机产业的技术进步，几乎同时，由IBM公司研制了全美航空订票系统（SABRAI）。到1964年，美国各地的旅行社就都能用它来预定航班的机票了。

严格地说，上述两个系统都只是将远程终端和主机联机的系统，只是人们联网的尝试，并没有实现计算机之间的联网。同一时期，在大学与研究机构中，为均衡计算机的负荷和共享宝贵的硬件资源，也进行着计算机间通信的试验，做了联网的种种尝试。

（二）具有通信功能的多机系统

在上述简单的终端—通信线路—计算机系统中，中央计算机负担较重，既要进行数据处理，又要承担通信控制，为了减轻主机负担，20世纪60年代研制出了通信控制处理机（CCP）或叫前端处理机（FEP）专门负责通信控制，此外，在终端聚集处设置多路器或集中器（C），用低速线路将各终端汇集到集中器，再通过高速线路与计算机相连。20世纪60年代初，此网络在军事、银行、铁路、民航和教育等部门都有应用。

（三）以共享资源为主的计算机网络

分组交换和进行网络服务的分层对计算机网络的发展都起了重要的作用。20世纪60年代中期，出现了由若干个计算机互联的系统，开创了计算机—计算机通信的时代，并呈现出多处理中心的特点，即利用通信线路将多台计算机连接起来，实现了计算机之间的通信。这个阶段的典型代表是20世纪60年代后期由美国国防部资助、国防部高级研究计划局主持研究建立的ARPAnet。1968年ARPA资助了对分组交换的进一步研究，1969年12月，在西海岸建成有4个通信节点的分组交换网，这就是最初的ARPAnet。随后，ARPAnet的规模不断扩大，很快就遍布在美国的西海岸和东海岸之间。ARPAnet网络利用租用的通信线路把位于洛杉矶的加利福尼亚大学、位于圣芭芭拉的加利福尼亚大学、斯坦福大学以及位于盐湖城的犹他州州立大学的计算机主机连接起来，构成了专门完成主机之间通信任务的通信子网。通过通信子网互联的主机负责运行用户程序，向用户提供共享资源，它们构成了资源子网。该网络采用分组交换技术传送信息，这种技术能够保证如果这4所大学之间的某一条通信线路因某种原因被切断以后，信息仍能够通过其他线路在各主机之间传递。它的主要目标是借助于通信系统，使网内各计算机系统间能够共享资源。ARPAnet是一个成功的系统，它在概念、结构和网络设计方面都为今后计算机网络的发展奠定了基础。

ARPAnet实际上分成了两个基本的层次，底层是通信子网，上层是资源子网。初期的ARPAnet租用专线连接专门负责分组交换的通信节点，通信节点实际上是专用的小型计算机，线路和节点组成了底层的通信子网。大型主机通常分接到通信节点上，由通信节点支持它的通信需求。由于这些大型主机提供了网上最重要的计算资源和数据资源，故有些文献认为联网的主机及其终端构成了ARPAnet上的资源子网。这种把网络分层的做法，极大地简化了整个网络的设计。

（四）多种网络技术的并存

20世纪70年代是多种网络技术并存的发展阶段，也是标准化备受关注的时期，微机和局域网的诞生是这一时期的两个重大事件。

1.各公司自行制定了网络的体系结构

在20世纪70年代，IBM、DEC等计算机公司分别制定了自己计算机产品的联网方案。在公司内部以及自身的用户群中建立了一批专门性的网络，并分别确定了网络的体系结构。IBM所生产的各种计算机，能够以系统网络体系结构（SNA）组网；DEC生产的各种型号的计算机则能够以Digit网络体系结构（DNA）组网。不同的计算机公司，用以组成网络的硬件、软件和通信协议都各不兼容，难以互相连接。

2.标准化备受关注

在这个阶段，人们开始在标准化方面进行大量的工作。当时的电报电话咨询委员会（CCITT）制定了分组交换的X.25标准。从西欧开始，先后在世界各地建立了遵循X.25标准的公共数据网（PDN）。公共数据网的建立对组建远程计算机网络起了重大作用。

同期，国际标准化组织（ISO）在当时负责信息处理与计算机方面标准制定的技术委员会（TC97）的几个子委员会的努力下，分别建立了开放系统的互联参考模型（OSI/RM）和在这一框架模型下相关的各项标准。制定这个参考模型的目的是规定计算机系统在与其他计算机系统通信时应当遵循的通信协议。这样，不管系统本身多么不同，只要在与别的系统通信时遵循相同的协议与规则，就被认为是开放系统。CCITT建立了使用国际线路传输声音数据的国际标准，ISO制定了计算机网络的开放型互联模型OSI（Open System Interconnection）。

（五）以局域网络及其互联为主要支撑环境的分布式计算机

局域网（LAN）诞生于20世纪70年代中期，随着微电子技术的进步，其性能价格比都在急剧提高。到了20世纪80年代，经济低廉的微型计算机的性能早已超过了早期的大型计算机，这极大地促进了计算机应用的普及。局域网则在近距离内，通过可共享的信道连接了多台计算机。这种简易、低成本又安全可靠的网络结构解决了微型计算机彼此通信的问题，使局域网上的激光打印机、大型主机、高档工作站、超级小型机和大容量的存储设备都可以被网上多台微型计算机所共享，这就使计算机应用的成本进一步降低了，因此局域网被各行各业普遍接受了。几乎是在同一时期，为满足不同的需要，开发了几种不同的局域网技术，各种局域网的性能、价格和通信协议各不相同。当然，这也为相互联网增加了一些难度。

局域网与远程网络的互联，使局域网上每个用户都能访问远方的主机，这又反过来提出了如何使不同计算机、网络广泛互联的新课题，这种广泛互联的需求促使Internet的崛起。在这种背景下，局域网技术发展呈日新月异之势。局域网的发展也导致计算模式的变革。早期的计算机网络是以主计算机为中心，计算机网络控制和管理功能都是集中式的，也称为集中式计算机模式。随着个人计算机（PC）功能的增强，用户一个人就可在微机上完成所需要的作业，PC方式呈现出的计算机能力已发展成为独立的平台，这就导致了一种新的计算结构——分布式计算模式的诞生。

这一阶段计算机网络发展的特点是：互联、高速、智能与更为广泛的应用。1987年，Sun公司总裁提出了“网络就是计算机”的名言。现代计算机环境是指20世纪90年代以来，各种计算机应用所处的环境。现代计算环境的主要特点，都和网络密切相关。主要表现在以下方面：

（1）信息的收集、传送、存储和处理之间的差别逐渐地消失，孤立的计算机已经越来越少，网络与计算机正进一步融合。网络的广泛互联使通过网络获得计算与信息服务的C/S方式成了一种基本的工作模式，信息资源的开发利用，已经在社会上起着重要的作用。

（2）软件行业、信息服务行业已经具有相当规模，能够为各行各业提供所需要的软件和必要的信息服务。各种算法库、模型库、数据库能支持不同类别的需求。各单位网络的服务器通常都配置了支持自身工作的各种软件资源和信息资源，网络成了办公自动化的重要工具。

（3）信息检索和数据库查询所需要的数据密集型运算、科学计算与高清晰度图像显示所需的数值密集型运算和依赖通信才能实现的网络密集型运算已经有机地结合起来。三位一体地支持着人们的计算需求；只支持某一类应用的机器，已经很少见到了。

（4）微型计算机已经在各个行业和许多家庭中落户，联网的微机为人们提供的计算资源和信息资源都远大于单机所拥有的资源；为完成繁重的计算任务还可通过网络使用高性能的计算机；大量的数据可存储到网络的存储服务器的硬盘上；大家都可用高质量的网络打印机打印出高质量的文本和图像；带有图形界面的浏览器，使用户能很方便地从网上获取所需的信息。

总之，在现代计算环境中分散在各处的计算机，经过通信设施，彼此互联在一起，共同提供着人们所需要的计算服务和信息服务。这些独立运行，又彼此互相通信的计算机和连接它们的通信设施就构成了计算机网络。正是这种计算机网络支撑着今天的计算环境，把计算能力带到了用户所需要的场所。

（六）Internet时代

1.Internet的由来

20世纪80年代初期，为了使不同型号的计算机和执行不同协议的网络都能彼此互联，ARPA资助了相关的研究项目，特别是为了使互不兼容的局域网（LAN）都能与广域网（WAN）互联，建立了Internet项目组。众所周知，Internet是Internet work的缩写，原意是网与网的互联，可译为互联网或因特网。Internet是覆盖全球的信息基础设施之一，对于用户来说，它像是一个庞大的远程计算机网络。用户可以利用Internet实现全球范围的电子邮件、电子传输、信息查询、语音与图像通信服务功能。实际上Internet是一个用路由器（Router）实现多个远程网和局域网互联的网际网。到2006年6月，中国的网站数量为78.8万个，与2005年同期相比增加11万个，增长率为16%。连入Internet的计算机数量已达36亿台之多。它将对推动世界经济、社会、科学、文化的发展产生不可估量的作用。

2.TCP/IP协议集的诞生

在Internet项目的研究中，人们重新改写了ARPAnet的通信协议：为了广泛互联，制定了新的互联网数据报协议——Internet Protocol，简称IP协议。IP协议定义了计算机间通信应遵守的规则、数据报（即Internet上面的分组）的格式以及存储转发数据报的方法。IP协议着眼于各个网络的互联，相应的协议既解决了如何把底层不同的网络与IP网络相对应的问题，又对用户屏蔽了底层网络技术的细节。使底层的各种网络仅以IP网络的形式呈现在用户面前，并实现了不同主机上应用进程间的通信。为了保证进程间端到端的通信能够高效、可靠，在IP网络之上，主机内的传输控制协议（Transmission Control Protocol）软件，构成了面向字节的、有序的报文传输通路，使不同计算机上的进程能经过异构网相互通信。以TCP、IP两个协议为主的一整套通信协议，被称作TCP/IP协议集，有时也称作TCP/IP协议。Internet项目组新研制的TCP/IP软件开始只在小范围内试用，到了1982年，许多大学与公司中的研究机构全部使用TCP/IP软件，接入了Internet。TCP/IP协议集为不同计算机和网络的互联打下了基础。

3.Internet的形成与发展

1982年，美国军方决定以TCP/IP作为不同网络互联的基础。规定从1983年1月起，军方的各种网络都必须运行在TCP/IP软件并彼此互联。这使Internet从一个实验性的原型变成了初具规模的互联网络。在随后的几年中，与Internet连接的主机数几乎每年都翻一番。TCP/IP逐步成了事实上被广泛承认的工业标准。

4.NSF的贡献(www.daowen.com)

美国国家科学基金会（NSF）于1980年前资助了旨在使各大学计算机科学系彼此联网的项目，建立了CS net（计算机科学网）。它以灵活的策略，采用不同方式实现了广泛的互联。网上的资源共享和电子邮件（E-mail）促进了合作与交流。

CS net的成功，促使NSF在1985年提出使100所大学用TCP/IP协议联网的计划并建立了使用TCP/IP协议的NSFnet，它与ARPAnet在费城的卡内基—梅隆大学彼此互联，NSFnet成了Internet的组成部分。在NSFnet建成之前，网络的使用者只是计算机科学家、军方、大公司及与政府签约的机构；在NSFnet建成之后，大学各学科的师生都能使用网络了，这的确是个非常重大的转变。

为使美国在未来的发展中能始终领先，NSF认为应当使每个科技人员都能使用网络。1987年NSF决定用T1干线（1.544Mbit/s）连接几个国家级的高性能计算中心，这个T1主干网于1988年夏天建成，实际上替代了原有的ARPAnet主干网。在这个形势下，ARPAnet于1990年宣布退出运营。NSF在建设主干网的同时，又资助各地区建设了中级网络。各地区的中级网络近接本地区的主要城市、各个大学校园网及各个公司的企业网，使它们既彼此互联，又能接到Internet主干上，这样就形成了主干网、中级网及校园网（企业网）三级网络彼此互联的层次结构。从1988年起，Internet就正式跨出了美国国门，首先是接到了加拿大、法国和北欧，随后延伸到了地球的每个大洲的各个角落。

NSF还陆续支持了许多项目，鼓励地区级（中级）网络的建设，特别是鼓励建设替代原有干线的新通信干线，资助了提升干线传输速率的种种研究试验。到1995年，大量由公司运行的商业性IP网络出现了，NSF把ANS主干卖给了American Online公司（AOL公司），迫使各中级网络利用商业性IP服务相互连接。在这种形势下，形成了Internet具有多个主干、数百个中级网络、数万个局域网、数百万台主机和几千万用户的规模。中级网络是独立运营的，一些中级网络内还不断试验着新的网络技术。出现了诸如ATM、帧中继等引人瞩目的高速网络技术。

G级网络（GigaBit network）指每秒传送千兆位的网络，通常也包括速率大于500Mbit/s的全双工干线。20世纪80年代末90年代初，多媒体技术有了很大进展，实时传送多媒体信息要求更高的传输速率。近年来，由于涉及多媒体信息传送的浏览器被广泛使用，干线速率的提高已经刻不容缓。从1989年开始，ARPA和美国国家科学基金会NSF就联合资助了高速网络的试验。1991年12月，美国国会通过关于国家研究教育网（NREN，即National Research Education Network）的法案，要使NREN成为替代NSFnet的非商业性网络。它必须以高于1Gbit/s的速率运行，其目标是在2000年前建成3Gbit/s的国家级网络。在NREN名下，又资助了一批项目，这些就是G级网络的试验研究，这些项目是由大学和工业界共同完成的。

在互联网发展的同时，高速与智能网的发展也引起人们越来越多的注意。高速网络技术发展表现在宽带综合业务数据网B—ISDN、帧中继、异步传输模式ATM、高速局域网、交换局域网与虚拟网络上。随着网络规模的增大与网络服务功能的增多，各国正在开展智能网络IN（Intelligent Network）的研究。

5.我国Internet的发展

我国于1983年第一次与国外通过计算机和网络进行通信，从此拉开了中国Internet建设的帷幕。

1983年，中国科学院高能物理研究所通过商用电话线，与欧洲原子能质子物理实验室（CERN）直接建立了电子通信连接，实现了两个节点间电子邮件的传输。

1986年，北京计算机应用技术研究所开始与国际联网，建立中国学术网络（CAnet）。

1989年，由世界银行贷款，由国家计划委员会、国家教育委员会、中国科学院等配套投资，开始了中国国家计算与网络设施（NCFC）、高技术信息基础设施项目的建设。

1990年10月，CAnet向Inter Nic组织申请注册了我国的最高域名“cn”。从此，我国发出的电子邮件终于有了自己的域名。

1992年，中国科学院网CASnet、清华大学校园网TUnet和北大校园网PUnet顺利建成。1993年，以高速光缆和路由器组成的NCFC主干网建成，它将三个院校互联起来，提供了方便快速的信息交流和学术访问。

1993年2月，由原国家计划委员会投资、教育部主持的中国教育和科研计算机网络（CERnet）开始进入规划阶段，它将在21世纪末把全国部分大专院校和中学互联起来，改善我国的教育和科研环境，推动教育和科研事业的发展。

1994年，由原邮电部投资建设的中国公用计算机互联网CHINANET开始启动，1996年该网经过联调测试后模拟开通，正式投入运行。

与国家信息高速公路的发展相适应，原电子工业部推出了“金桥工程”、“金关工程”和“金卡工程”的“三金工程”项目，其目的是建立一个国家公用经济信息通信网，即金桥网（GBnet）。

我国Internet发展迅速，并形成相当的规模。目前我国主要的互联网机构主要有以下方面：

（1）中国公用计算机互联网（Chinanet）。

Chinanet是1995年由中国邮电部投资建设的国家级网络，于1996年6月在全国正式开通。最初仅有北京、上海两个国际出口，北京出口速率是256kbit/s，上海出口速率为64kbit/s。如今Chinanet已经在全国所有省会城市及230多个城市建立骨干网、接入网，国际出口总速率已经达到80Mbit/s。

Chinanet是面向社会公开开放的、服务于社会公众的大规模的网络基础设施和信息资源的集合，主要提供商业服务，其用户多为使用电话拨号入网的个人用户及电脑行业相关公司。随着国内各行业的各种信息资源开始在Internet上提供服务，Chinanet的前景非常光明。

Chinanet的一个基本目标是尽量扩大地理覆盖范围，使更多的用户通过本地电话和短距离的专线方便地接入Chinanet。

（2）中国科技网（CSTnet）。

CSTnet是在中关村地区教育与科研示范网NCFC和中国科学院计算机网络CASnet的基础上建设和发展起来的覆盖全国范围的大型计算机网络，是我国最早建设并获国家正式承认具有国际出口的中国四大互联网之一。

中国科技网为非盈利、公益性的网络，也是国家知识创新工程的基础设施。主要为科技界、科技管理部门、政府部门和高新技术企业服务。

中国科技网始建于1989年，并于1994年4月首次实现了我国与国际互联网的直接连接，同时在国内开始管理和运行中国顶级域名“cn”。

中国科技网现有包括10 Mbit/s速率在内的多条国际信道联到美国及日本，进入Internet国际互联网。目前，中国科技网在全国范围内已接入农业、林业、医学、地震、气象、铁道、电力、电子、航空航天、环境保护和国家自然科学基金委员会、国家专利局、国家发展和改革委员会信息中心、高新技术企业，以及中国科学院分布在北京地区和全国各地45个城市的科研机构，共1000多家科研院所和高新技术企业，上网用户达40万户。

（3）中国教育和科研计算机网络CERnet。

CERnet是1994年由教育部主持，由清华大学、北京大学等10所高校承担建设，整个网络分主干网、地区网和校园网3个层次。网管中心设在清华大学，负责主干网的规划、实施、管理、运行，地区网络中心分别设在北京、上海、南京、西安、广州、武汉、成都、沈阳等8个城市，负责为该地区各高校校园网提供接入服务。CERnet的主页如图1-2所示。

目前，CERnet由北京、广州、上海、昆明、新疆等13家地区分中心组成国内骨干网，拥有多条通往美国、俄罗斯、韩国、日本等国际出口，并与香港、台湾等地区以及中国电信、中国教育和科研计算机网、中国网通、BJNAP（北京国家互联网交换中心）等国内主要互联网运行商分别通过光纤高速互联，中国科技网已成为是中国互联网行业快速发展的一支主要力量。这些数据随着科学技术的进步与发展还会变化，仅供参考。

（4）国家公用经济信息通信网GBnet。

金桥工程是在1993年3月12日国务院会议提出并部署建设的我国重要的信息化基础设施和跨世纪的重大工程。1996年8月，金桥工程被正式批准列为国家的107个重点工程项目之一。

国家公用经济信息通信网GBnet也称金桥网，是金桥工程的重要组成部分，它是由原电子工业部所属的吉通公司主持建设，为国家宏观经济调控和决策服务。金桥网在1995年投入运行，以光纤、卫星、微波、无线移动通信等多种传播形式，形成覆盖全国的公用网，目前已形成连接30多个省（自治区、直辖市）、500个中心城市、12000个大型企业、100个重要企业集团相连接的国家公用经济信息通信网，有力地促进了我国信息化事业的发展。

图1-2　CERnet的主页