简介

        我们将把大家引入一个全新的网络世界，就像出门旅游前必须做好准备工作一样，大家在接触这个全新的网络世界之前应该学习一些网络常见的基础概念，演算方法，为后面网络课程的学习打下坚实的基础。

       木章的主要内容包括常见名词简介常见的网络标准介绍及网络拓扑的类型及简单应用，之后将对数制转换进行一个较为详细的分析讲解，即二进制，十进制，十六进制数之间的转换，而对此

部分的理解与掌握将直接关系到后续P和MAC地址的学习，因此是本章的重点之一。

1.计算机网络基础

       1850年7月，在伦敦瑞特琴公园路展出了一台电力机车牵引模型，马克思在参观了这个展览后

说:"蒸汽大王在前一个世纪翻转了整个世界，现在它的统治已到末日:另外一种更大得无比的革命力量--电力的火花将取而代之。时隔160多年后的今天，新的“电力的火花”是以计算机，通信和信息技术为支撑的计算机网络技术。

1.1 什么是计算机网络

       计算机网络将两台或多台计算机通过电缆或网络设备连接在一起，以便在它们之间交换信息，共享资源。

       计算机之间也有其他方式交换信息，大多数人都用过一种最原始的“手工网络”的方式，那就

是首先将文件复制到U盘上，然后将其复制到别人的计算机上。“手工网络”的问题在于速度太慢，

再加上要用容量越来越大的U盘来复制文件。后来，计算机玩家们发现联网在计算机之间复制文件比用U盘要快得多。于是，现代计算机网络诞生了。

       那么，到底什么是计算机网络呢?用通信设备和线路将处干不同地理位置，操作相对独立的多

台计算机连接起来，并配詈相应的系统和应用软件，在原本各自独立的计算机之间实现软硬件资源

共享和信息传递等形成的系统就是计算机网络。

1.2 计算机网络的功能

       自20世纪60年代末计算机网络诞生以来，仅几十年时间它就以异常迅猛的速度发展起来，被越来越广泛地应用于政治、经济、军事、生产及科学技术等领域，如图 1.1 所示。计算机网络的主

要功能包括如下几个方面。

1.数据通信

       现代社会的信息量激增，信息交换也日益增多，利用网络来传输各种信息和数据，比传统的方式更节省资源和更高效。另外，通过网络还可以传输声音、图像和视频，实现多媒体通信。

2.资源共享

       在计算机网络中有许多昂贵的资源，如大型数据库，巨型计算机等，并不是每一个用户都拥有，所以必须实行资源共享。资源共享既包括硬件资源的共享，如打印机，大容量磁盘等，也包括软件资源的共享，如程序，数据等。热门的“云”就是将强大的运算能力，存储能力及软件资源共享给大量的用户，以此避免重复投资和劳动，从而提高了资源的利用率，使系统的整体性价比得到提高。

3.增加可靠性

       在一个系统内，单个部件或计算机的暂时失效必须通过替换资源的方法来维持系统的持续运行。但在计算机网络中，每种资源(尤其是程序和数据)可以分别存放在多个地点，而用户可以通讨多种途径来访问网络内部的某个资源，避免了单点失效对用户造成的影响，

4.提高系统处理能力

       单机的处理能力是有限的，将多台计算机连接起来后，由于种种原因(如时差)，计算机之间的

忙闲程度是不均匀的。从理论上讲，在同一网络内的多台计算机可通过协同操作和并行处理来提高

整个系统的处理能力，使网络内各计算机实现负载均衡。

       由于计算机网络具备上述功能，因此得到广泛的应用。最典型的代表就是互联网，它实质上就是一个全世界范围内的计算机网络。如图所示，截止到2017年6月，我国网民数量达7.5亿。互联网的普及率已达到54.3%，超过全球平均水平，但与发达国家相比还有明显的差距，说明中国

网络的发展还有很大的潜力。

        如图所示，截止到2017年6月，超过7.2亿的中国网民使用手机接入互联网，这反映了中

国移动互联网的迅猛发展，随着越来越多的移动终端接入网络，互联网在这些移动设备上的应用层

出不穷。无论是个人应用还是企业级的BYOD，都意味着网络已经进入“移动”时代，这些传统网络

和移动网络的规划，设计，部署和维护，都需要大量的高科技人才，这也是越来越多的人选择从事

网络相关行业的原因之一.

计算机网络的发展总共分为三个阶段，每个阶段都有其标志性的技术。

1.计算机网络发展的第一个阶段

       20世纪60年代，正值冷战时期，美国为了防止其军事指挥中心被苏联摧毁后，军事指挥出现

瘫痪，开始设计一个由许多指挥点组成的分散指挥系统，并把几个分散的指挥点通过某种通信网连

接起来成为一个整体，以保证当其中一个指挥点被摧毁后，不会出现全面瘫痪的现象。

       1969 年，美国国防部高级研究计划局，把四台军事及研究用的计算机主机连接起来，于是

ARPAnet网络诞生了ARpAnet是计算机网络发展中的一个里程碑，是Internet实现的基础。

       ARPAnet使用分组交换技术，这种技术是将传输的数据加以分割，并在每段数据前面加上一个标有接收信息的地址标识，从而实现信息传递的一种通信技术。分组交换技术是这个阶段网络发展的重要标志之一。

2.计算机网络发展的第二个阶段

       20世纪70年代末到80年代初，计算机网络蓬勃发展，各种各样的计算机网络应运而生，网络

的规模和数量都得到了很大的发展。一系列网络的建设，产生了不同网络之间互连的需求，1974 年美国国防部高级研究计划局的鲍勃·卡恩和斯坦福大学的温顿·瑟夫合作，提出TCP/IP协议思想。

这一思想的提出，提供了这样一种可能;即不同厂商生产的计算机，在不同结构的网络间实现互通。而这正是Internet诞生时面临的首要挑战。

       20世纪80年代可以说是网络发展中非常重要的十年。1980年，TCP/IP协议研制成功。1982年，ARPAnet开始采用P协议，1985年NSF(National Science Foundation，美国国家科学基金会)组建NSFNet，美国的许多大学，政府资助的研究机构甚至一些私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入NSFNet中使其迅速扩大，1986年NSFNet网络为其成为今后Internet的主干网尊定了基础，

在这个阶段出现的标志性技术是TCP/P

3.计算机网络发展的第三个阶段

       从20世纪90年代中期开始，互联网进入了高速发展阶段。1995年以来，互联网用户数量呈指

数增长趋势，平均每半年翻一番，这个阶段的标志性技术是Web技术。Web技术将传统的语音，数据和电视网络进行融合，使得互联网的发展和应用出现了新的飞跃。各种Web应用带动了我国网民规模的迅速扩大。仅以网络购物为例，根据国家统计局发布的数据显示，2017年第二季度中国网络购物市场交易规模达1.45万亿元，相比2016年，行业规模同比增长29.6%，如图所示。

                                计算机网络发展的各个阶段的标志性技术是什么?