自从1946年2月15日世界上第一台计算机ENIAC（埃尼阿克）在美国宾夕法尼亚大学投入运行以来，随着计算机技术和通信技术的发展及相互渗透结合，促进了计算机网络的诞生和发展。到目前为止，计算机网络的发展经历了面向终端的远程联机系统、计算机互连网络、标准化计算机网络、网络互连与高速网络以及移动互联网五个阶段，其中：
第一阶段（面向终端的远程联机系统阶段）：在计算机网络出现之前，信息的交换是通过磁盘进行相互传递资源的，20世纪50年代，人们开发出了一个以单个计算机为中心的远程联机系统，开创了把计算机技术和通信技术相结合的尝试，构成了计算机网络的雏形，也称为第一代计算机网络。如图1.1所示，在面向终端的远程联机系统阶段，主要是以一台中心主计算机来连接大量的在地理上处于分散位置的终端，其中，所谓的终端，通常是指一台计算机的外部设备，仅包括显示器和键盘，但无中央处理器和内存等。因此，从严格意义上来说，第一代计算机网络和现代计算机网络之间存在着根本的区别，因为面向终端的远程联机系统除了一台中央计算机外，其余的终端设备没有独立处理数据的功能，还不能算是真正意义上的计算机网络。典型的第一代计算机网络范例为美国航空公司与IBM公司在20世纪60年代联合开发的飞机订票系统SABRE-I，当时在全美广泛应用。
图1.1 第一代计算机网络拓扑结构
第二阶段（计算机互连网络阶段）：为了提高网络的可靠性和可用性，人们开始研究将多台计算机主机相互连接起来的方法。20世纪60年代中期开始，出现了计算机主机通过通信线路互连的系统，开创了计算机-计算机通信时代。如图1.2所示，在计算机互连网络阶段，主机之间不是直接通过线路相连，而是通过接口报文处理机（Interface Message Processor，IMP）转接后再互连在一起。IMP与通信线路一起负责主机间的通信任务，构成“通信子网”。经由通信子网互连起来的主机负责运行程序，提供资源共享，组成“资源子网”。典型的第二代计算机网络范例为美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPA（Advanced Research Projects Agency，高级研究计划局）网络。
图1.2 第二代计算机网络拓扑结构
第三阶段（标准化计算机网络阶段）：随着计算机与网络的应用发展，为了霸占市场，各大厂家先后提出了基于自己独有技术的不同的网络体系结构，例如IBM提出了SNA（System Network Architecture，系统网络体系统结构）、DEC公司提出了DNA（Digital Network Architecture，数字网络体系统结构）。但是，由于这些不同的网络体系结构之间互不兼容，从而导致不同厂家的设备之间也无法实现互连，这样就阻碍了大范围网络的发展。20世纪70年代中期，为了实现不同厂家的设备之间互连，计算机网络开始向体系结构标准化方向迈进。1983年，国际标准化组织ISO（International Standards Organization）颁布了一个称为“开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，简称为OSI/RM标准）”的国际标准ISO 7498，即著名的OSI七层参考模型，从此，网络产品有了统一标准，计算机网络也正式步入了标准化阶段，从而加速了计算机网络的发展。标准化计算机网络阶段的网络体系结构如图1.3所示，其中，通信子网的交换设备主要包括了路由器和交换机，通信子网的功能是把消息从网络中的一台主机传送到另一台主机。
图1.3 第三代计算机网络拓扑结构
第四阶段（网络互连与高速网络阶段）：进入20世纪90年代，随着局域网技术的发展成熟以及光纤与高速网络技术的出现，特别是1993年美国宣布建立国家信息基础设施NII （National Information Infrastructure）之后，全世界许多国家纷纷制定与建立本国的NII，从而极大地推动了计算机网络技术的发展，使得计算机网络进入了一个崭新的阶段，这就是计算机网络互连与高速网络阶段。网络互连与高速网络阶段的网络拓扑结构如图1.4所示。目前，全球以Internet为核心的高速计算机互连网络已经形成，Internet已成为人类社会中最重要与最宏大的知识宝库。
图1.4 第四代计算机网络拓扑结构
第五阶段（移动互联网阶段）：进入21世纪以来，随着宽带无线接入技术和移动终端技术的飞速发展，人们迫切希望能够随时随地乃至在移动过程中都能方便地从互联网获取信息和服务，移动互联网应运而生并迅猛发展。与传统的互联网不同，移动互联网具有开放性、互动性和大数据三大显著特性，且包含无线宽带、移动智能终端以及基于云计算的大数据平台三个要素。移动互联网阶段的网络拓扑结构如图1.5所示。2014年，4G牌照的发放，标志着移动互联网时代的正式到来。
图1.5 第五代计算机网络拓扑结构
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