第一章：引言
1.1 计算机网络的定义与重要性
计算机网络是由多个计算机和其他设备通过通信链路互联而成的系统，旨在实现数据共享、资源共享以及高效的通信。
计算机网络的重要性：
- 信息共享：支持数据、文档和多媒体的高效传递。
- 资源共享：如打印机、存储设备等资源的集中管理和使用。
- 提高效率：促进协同工作，提高生产力。
- 推动社会发展：为电子商务、在线教育、远程医疗等领域提供支持。
1.2 计算机网络的应用领域
计算机网络的广泛应用覆盖了多个领域，包括但不限于：
- 企业办公：支持邮件通信、文件共享和视频会议。
- 电子商务：提供在线购物和支付平台。
- 教育与科研：实现远程教学、学术资源共享。
- 医疗：支持电子病历、远程会诊和健康监测。
- 娱乐：如在线视频、网络游戏、流媒体服务。
- 政府与公共服务：支持电子政务、交通监控、智慧城市。
1.3 计算机网络的分类
根据网络的规模和功能，计算机网络可以分为以下几类：
| 网络类型 | 特点 |
|---|---|
| 局域网（LAN） | 覆盖范围小，通常在一个建筑物或校园内，传输速度高，延迟低。 |
| 城域网（MAN） | 覆盖一个城市范围，连接多个局域网，传输速度较高。 |
| 广域网（WAN） | 覆盖范围广，连接多个地区甚至国家，使用路由器和公用通信网络。 |
| 个人区域网（PAN） | 覆盖个人使用的设备，如蓝牙、红外等短距离无线通信技术。 |
| 全球网（GAN） | 覆盖全球范围，典型代表是互联网。 |
1.4 网络的基本概念
计算机网络涉及的基本概念包括：
- 节点：网络中的设备，如计算机、路由器、交换机。
- 链路：连接节点的通信线路，可分 为有线和无线链路。
- 拓扑结构：网络中节点和链路的连接方式。常见拓扑包括：
- 星型拓扑：中心节点连接所有其他节点。
- 环型拓扑：所有节点按环形连接。
- 总线型拓扑：所有节点共享一条总线。
- 网状拓扑：节点间任意连接，提供冗余路径。
1.5 网络的发展历程
计算机网络的发展经历了以下重要阶段：
- 初始阶段：20世纪60年代，ARPA（美国国防部高级研究计划局）开发了ARPANET，这是互联网的前身。
- 协议标准化阶段：20世纪70年代，TCP/IP协议的出现为网络通信提供了统一的标准。
- 局域网发展阶段：20世纪80年代，以太网成为局域网的主流技术。
- 互联网普及阶段：20世纪90年代，WWW（万维网）的兴起使互联网进入大众生活。
- 现代网络阶段：21世纪，物联网、5G、云计算等技术推动网络的发展和创新。
通过以上发展阶段，计算机网络已经从实验室研究演化为推动社会进步的核心技术。