网络

网络是由若干节点和连接这些节点的链路构成，表示诸多对象及其相互联系。^[5]所谓计算机网络，是利用通信设备和线路将功能独立的多个计算机互联起来，通过功能完善的管理软件实现网络中资源共享和信息交互。^[3]网络会借助文字阅读、图片查看、影音播放、下载传输、游戏、聊天等软件工具从文字、图片、声音、视频等方面给人们带来丰富的体验。^[6]

20世纪60年代，美国国防部开始研发互联网，建立了第一个分组交换网络ARPANET。随后，TCP/IP协议的出现使得各种网络得以互相连接，互联网得以形成并逐渐向全球扩展。19世纪90年代，万维网的发明使得互联网变得更加易用和普及。^[2]2000年后，移动互联网和云计算技术的兴起，使得网络应用在移动设备和云端上得到了广泛的应用。网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分，涵盖了电子商务、社交媒体、在线教育、远程医疗等各个领域。5G、人工智能、大数据，物联网等新技术、正在促进一批新业务和新生态的发展，各行各业正在以互联网为平台进行融合创新。^[7][1]

网络的传输介质主要包括有线和无线两种方式。有线传输介质主要包括双绞线、同轴电缆和光纤，而无线传输介质则包括无线电波、微波和红外线等。^[8][9]根据网络的覆盖范围，网络可以分为个人域网（PAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）等不同的分类方式。^[3][4]相关的网络设备包括网桥、网关、交换机、路由器等，它们用于连接和管理网络中的各种设备，实现数据的传输和交换。^[8][10]

早期，人们将分散的计算机、终端及其附属设备，利用通信介质连接起来，能够实现相互通信的系统称为网络。1970年，在美国信息处理协会召开的春季计算机联合会议上，计算机网络被定义为“以能够共享资源（硬件、软件和数据等）的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统之集合”。^[11]

对计算机网络比较通用的定义：计算机网络是利用通信设备和通信线路，将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统互连起来，通过网络软件实现网络中资源共享和数据通信的系统。^[3]

Internet是在美国早期的军用计算机网ARPAnet的基础上经过不断发展变化而形成的。Internet的应用范围由最早的军事、国防扩展到美国的学术机构，进而迅速覆盖了全球的各个领域，运营性质也由以科研、教育为主逐渐转向商业化。^[2]

20世纪50年代初，出现了早期的面向终端的以单台计算机为主的计算机网络系统。^[12]

20世纪60年代早期面向终端的计算机网络只提供终端和主机之间的通信，子网之间无法通信。20世纪60年代中期多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。包括通信子网、用户资源子网。终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。^[5]

美国国防部高级研究计划局于1968年提出研制ARPANET网络计划。在1969年11月，实验性的ARPANET开通。当时的ARPANET只有四个结点。位于各个结点的大型计算机采用分组交换技术，通过通信交换机和通信线路相互连接。此时ARPANET的研究重点是分组交换设备、网络通信协议、与系统操作软件。^[2]

1975年ARPANET开始正式运行，在原来的基础上，发展出了一种用于数据传输的通信协议，即TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）。TCP/IP协议的出现标志着互联网的标准化，它确保了不同计算机之间的数据传输的可靠性和互操作性。^[2]

1981年国际标准化组织（ISO）制订：开放体系互联基本参考模型（OSI/RM），实现不同厂家生产的计算机之间实现互连。^[13]

1983年，由于安全和管理上的需要，ARPAnet分裂为两部分：供军用的MILnet和供民用的ARPAnet，同年1月，ARPA把TCP/IP作为ARPAnet的标准协议，其后，人们称呼这个以ARPAnet为主干网的网际互联网为Internet。1986年，美国国家科学基金组织（National Science Foundation，NSF）将分布在美国各地的5个为科研教育服务的超级计算机中心互联，并支持地区网络，形成NSFnet。NSFnet于1990年6月彻底取代了ARPAnet，成为Internet的主干网并迅速发展起来。NSFnet对Internet的最大贡献是使Internet向全社会开放，而不像以前那样仅供计算机研究人员和政府机构使用。^[14]

1990年，美国IBM、MCI、MERIT三家公司联合组建了高级网络科学公司（Advanced Network &Science Inc.，ANS），建立了一个新的网络，叫作ANSnet，成为Internet的另一个主干网，从而使Internet开始走向商业化。随着NSFnet主干网供应的公众服务逐步移交给了新的主干网，1995年4月30日，NSFnet正式宣布停止运作。商业化成为Internet快速发展的强大推动力，也带来了Internet发展史上的一个新的飞跃。^[14]

蒂姆·伯纳斯-李于1991年发明了万维网（World Wide Web），并提出了超文本标记语言（HTML）和统一资源定位器（URL）等关键概念。这使得互联网变得更加易于使用和浏览，并促进了信息的共享和传播。^[15]

随着互联网的普及，越来越多的企业开始意识到互联网的商业潜力，电子商务、在线银行、在线媒体等业务应运而生，互联网成为了商业活动的重要平台。^[12]

20世纪90年代以来，计算机网络技术有了飞跃的发展。高速光纤和光器件的成熟，高速交换技术的出现，使传输速率不断提升，已经达到1Gb/s、10Gb/s的网络速率，100Gb/s的局域网标准已经形成并颁布。高性能、低价格计算机的推出，丰富的网络设备产品，促进了计算机网络的发展。^[16]

信息时代的到来、信息高速公路的建立、互联网的迅速扩大，使计算机网络应用更加广泛。网络技术和计算机技术的大发展形成了“不进入网络的计算机，就不能称为计算机；网络就是计算机”的新概念。^[16]

随着21世纪的来临，网络进入了移动互联网、云计算和物联网时代。移动互联网迅速崛起，借助宽带无线接入和移动终端技术的快速发展，今天移动互联网已经成为网络通信技术发展的主要方向。^[16]

借助互联网，云计算可以将远程的数据中心中的数以千计的计算机和服务器连接起来，形成超级计算模式，每秒能够进行超过10万亿次的运算，为用户提供各种网络服务。^[16]

同时，物联网也成为信息技术不可或缺的一部分。它在互联网基础之上进行扩展，通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信息传感设备，按照指定的协议将物品连接到互联网，实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。^[16]

个人域网

个人域网（Personal Area Network，PAN），是指能在便携式消费电器与通信设备之间进行短距离通信的网络，其覆盖范围一般在10米半径以内。个人域网可以看做是一种覆盖范围比WLAN更小的无线局域网，其核心思想是用无线电传输代替传统的有线电缆，实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化的信息网络。^[4]

局域网

局域网（Local Area Network，LAN），是一组计算机和其他硬件设备，在物理地址上彼此相隔不远，以允许用户以相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算资源的方式互联在一起的计算机系统。局域网提供了物理距离几千米以内网站（计算机）的性价比理想的连通性，这个范围足以覆盖一座办公大楼、一个公司驻地或一座大学校园。^[3][10]

城域网

城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。属宽带局域网。由于采用具有有源交换元件的局域网技术，网中传输时延较小，它的传输媒介主要采用光缆，传输速率在100兆比特/秒以上。^[3]

广域网

广域网（Wide Area Network，WAN）也称为远程网，它所包括的地理范围从几十千米到几千千米，可以覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。广域网通过专用的或交换式的连接方式将计算机连接起来。这种广域网可以通过公众网建立起来，也可以通过服务与某个部门的专用网建立起来。广域网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的计算机系统互联起来，以达到资源共享的目的。^[3][10]

常见的基本网络拓扑结构有：总线型、星形、环形、树形与网状拓扑等。^[17]

类型	特点	结构图
总线型	采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质或总线上。任何一个站点发送的信号都可以沿着传输介质进行传播，而且能被其他所有站点接收[3][10]
环型	由连接成封闭回路的网络节点组成，每一个节点与它左右相邻的节点相连接。环型网络通常使用令牌环来决定哪个节点可以访问通信系统[3][10]
星型	由通过点到点线路连接到中央节点的各站点的集合。在星型网络中有一个唯一的转发节点（中央节点），每一台计算机都通过单独的通信线路连接到中央节点[3][10]
网状	网络中每台设备之间均有点到点的链路连接，通常情况下，每台设备通过单独的缆线连接到其他设备，提供了通过网络的冗余途径。如果某一条链路出现故障，数据可以通过另外一条链路继续通信，大大地提高了网络的可靠性[3][10]
树形	节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行，相邻及同层节点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。树形拓扑可以看成是星形拓扑的一种扩展[17]
混合型	一个较大的网络都不是单一的网络拓扑结构，而是将多种拓扑结构混合而成，充分发挥各自的长处，这就是所谓的混合型网络拓扑结构[18]

在计算机网络中，数据交换的方式有三种：电路交换、报文交换和分组交换。^[19]

交换方式	概念	优点	缺点	示意图
电路交换	通过建立独占的物理通路来进行数据传输的方式	信息传输延迟小、可向用户提供透明的通路、可靠性和实时响应能力好	建立线路所需时间较长
报文交换	将信息整合成格式化的报文进行传输的方式	线路利用率高，信道可为多个报文共享；接收方和发送方无需同时工作；可同时向多个目的站发送同一报文；能够在网络上实现报文的差错控制和纠错处理；报文交换网络能进行速度和代码转换	报文传输要等目的线路有空闲时才能转发，因此报文交换的延时长
分组交换	将数据划分为多个较小的数据包进行传输的方式	数据传输灵活，对中继节点存储容量的要求相对较少；转发延时性低；转发差错少，对差错容易进行恢复处理；便于控制转发	拥塞、大报文分组与重组、分组损失或失序等
参考资料：[19]

网络中常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、光缆以及无线传输介质。^[8]

双绞线

双绞线由按规则螺旋结构排列的2根或4根绝缘线组成。它适用于传输模拟信号和数字信号。双绞线可用于点对点连接，也可用于多点连接。双绞线用作远程中继线时，最大距离可达15km；用于10Mbit/s局域网时，与集线器的最大距离为100m。^[8][9]

同轴电缆

同轴电缆由半导体、外屏蔽层、绝缘层及外部保护层组成。它的特性参数由内、外导体及绝缘层的电气参数和机械尺寸决定。同轴电缆支持点对点连接，也支持多点连接。基带同轴电缆的最大距离限制在几千米范围内；而宽带同轴电缆的最大距离可达几十千米。^[8][9]

光缆

光缆即光导纤维组成的线缆。光纤是直径为50~100um的能传导光波的柔软介质，它分为玻璃材质和塑料材质两类。将折射率较高的单根光纤用折射率较低的材质包裹起来，即可构成一条光纤通道。光纤传输速率可达几千Mbit/s。目前已投入使用的光纤在几千米范围内速率达到几百Mbit/s。光纤传输分为单模与多模两类。所谓单模光纤是指光纤的光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光纤传输；而多模光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光纤传输。单模光纤性能优于多模光纤。^[8][9]

网络无线传输介质可分为三类：微波、红外线、激光。由于这三种技术都需在发送方和接收方之间有一条视线通路，所以也叫视距介质。^[20]

微波

微波通信利用微波传输数据，微波波段频率很高，上行频率为5.925GHz～6.425GHz，下行频率为3.7GHz~4.7GHz。卫星通信是一种特殊的微波通信，它利用位于3.6万公里高空的人造同步卫星作为中继器。微波频带很宽，所以信道容量很大，且传输质量好。缺点是会受恶劣天气影响，隐蔽性和保密性差。^[20]

红外线

红外线通信使用红外线传输信号，可提供1Mb/s的带宽，使用的频率范围在100GHz~l 000THz之间。可以使用发光二极管（LED）或注入型激光二极管（ILD）发射信号，使用光电管接收信号。红外线无线连接的优势可体现在笔记本上，无须天线，用内置的硬件即可通信。^[20]

激光

激光通信的原理是把载有数据信号的激光经过调制，然后发送给定点接收器，再经过解调还原出数据信号。同微波一样，激光只能视距传输，而且受天气条件的影响，通信的解码效果还有待提高。^[20]

除此之外，网络还可以按通信方式分为点对点传输网络、广播式传输网络；按网络使用的目的分为共享资源网、数据处理网、数据传输网；按服务方式分为客户机/服务器网络、对等网等。^[3][10]

网桥又称桥接器，是链路层实现局域网互联的存储转发设备，它适用于网络层（含网络层）以上各层的通信协议及逻辑链路控制协议相一致的，使用不同介质访问控制协议、不同数据传输速率、不同传输介质的局域网中。网桥两端的协议和地址空间保持一致。网桥同时作用于物理层和数据链路层。它们既用于网段间的连接，也可在两个相同类型网段间中继数据帧。网桥可以访问所有连接节点的物理地址，有选择性地过滤通过它的报文。当某个网段生成的报文要传输至另一个网段时，网桥被唤醒，转发信号；而当报文在自身的网段中传输时，网桥则处于休眠状态。^[8]

网关又称网间协议转换器，它位于OSI参考模型的高层（网络层以上各层），是将两个使用不同协议的网段连接在一起的网络连接设备，为网络互联双方的高层提供协议转换服务，且兼具路由器、网桥、中继器的特性，支持信号转换、协议转换、阻抗匹配、波特率转换、故障隔离等功能。它适用于不同通信协议的网络之间或异构网络之间的互联。^[8]

交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法将需要传输的信息传送到符合要求的相应路由上的技术统称。在计算机网络中，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机对于因第一次发送到目的地址不成功的数据包，会再次对所有节点同时泛洪该数据包，同时交换机会记录下源MAC地址到自己的地址表中，通过这样的泛洪的方法即可记录出所有连接在其上的主机MAC地址。^[10]

路由器是一种用于连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使路由器之间能够相互“读懂”对方的数据，从而相连成一个更大的网络。路由器与交换机不同，它不是应用于同一网段的设备，而是应用于不同网段或不同网络之间的设备，属于网际设备。路由器之所以能在不同网络之间起到“翻译”的作用，是因为它不是一个纯硬件设备，而是具有相当丰富的路由协议的软、硬结构设备，如RIP协议、OSPF 协议、EIGRP和IPV6协议等。这些路由协议用于实现不同网段或网络之间的相互“理解”。^[10]

数据交换和通信

计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速、可靠地互联。在现实生活中可以使用电子邮件与异地用户快速准确地相互传递信息，可以利用电子数据实现商业文件安全、准确的交换，也可以利用文件传输服务实现文件的实时传递。^[21]

资源共享

充分利用计算机网络中提供的硬件、软件和数据资源是计算机网络的主要功能之一。计算机的许多资源是十分昂贵的，不可能为每个用户所拥有。在现实生活中可以通过网络共享使用巨型计算机、高速激光打印机等特殊的外部设备，也可以通过网络实现远程教育等资源共享，从而极大地提高了计算机资源的利用率。^[21]

提高系统的可靠性

计算机网络能起到提高系统的可靠性的作用。特别是在实时性管理和不间断运行的系统中，建立计算机网络便可保证更高的可靠性。^[21]

分布式网络处理

利用分布式网络技术可以较大地提升计算机解决复杂问题的能力。当网络中某台计算机的任务负荷过重时，可将任务分散到较空闲的计算机上去处理，使得整个网络资源能互相协作，从而降低了费用，同时还提升了安全可靠性。^[21]

易于扩充与维护

由于资源共享，计算机网络可以明显提高整个系统的扩充性和维护性，从而实现系统的规模化。^[21]

OSI（Open System Internet，即：开放系统互联）参考模型是两家标准化组织——国际标准化组织（ISO）和美国国家标准协会（ANSI）的产品。OSI模型于1974年开发出来，应用于LAN和WAN的通信。OSI参考模型调整各类闭合和开放系统计算机和终端间的数据交换，分层描述网络功能，并给通信链路中大量存在的各种协议提供一种结构，其定义的接口原理可使各种网络的联网实现互通。^[10]

OSI参考模型的系统结构是层次式的，共分7层。在该模型中层与层之间进行对等通信，且这种通信只是逻辑上的，真正的通信都是在最底层——物理层实现的，每一层要完成相应的功能，下一层为上一层提供服务，从而把复杂的通信过程分成了多个独立的、比较容易解决的子问题。^[22]

应用层

应用层是OSI参考模型的最高层，它是计算机与用户之间的接口。应用层由操作系统和应用程序组成，为用户访问网络提供可视化界面。^[3]

表示层

表示层用于对语法和数据格式进行转换，负责应用程序与网络之间的翻译转换，包括数据加密、压缩、格式转换等。^[3]

会话层

会话层负责建立、维持、终止网络两节点端与端之间的通信，协调双方主机会话连接。例如，一方发送另一方就要做好接收准备，是甲发送给乙还是乙发送给甲，会话层是管理双方的会话关系。^[3]

传输层

传输层基于网络层服务。网络层实现的是双方主机之间的连接，而发送方传输数据，不仅仅要发送到对方主机，还要发送至相应的应用进程。传输层在原报文附加上端口号，实现双方主机应用进程之间的逻辑连接，即端到端连接。^[3]

网络层

网络层最基本功能是寻径，通过路由算法寻找从源主机至目的主机之间的最佳路径，实现双方主机之间的逻辑连接。^[3]

数据链路层

数据链路层为网络层提供服务，网络层计算出最佳路径，数据链路层将中间节点走通，建立和维持数据链路，因此数据链路层也被称为点到点连接，即中间节点和中间节点之间的连接。只有数据链路层将中间节点连接起来，提交给网络层，网络层才能实现双方主机之间的连接。^[3]

物理层

物理层为双方主机提供必要物理连接以透明传输比特流。所谓透明，是指用户不需要关心数据是如何调制成数字信号或模拟信号，如何在网络中传输中继，这些复杂的过程对用户来说是透明的。^[3]

协议实质上是网络通信时所使用的一种语言，也被称为网络协议或计算机通信协议。常见的网络协议有TCP/IP协议、UDP协议、HTTP协议、FTP协议、SMTP协议、Net BEUI协议、IPX/SPX兼容协议等。^[10]

网络协议主要由3个部分组成。

语义：对协议元素的含义进行解释，不同类型的协议元素所规定的语义也不同。

语法：将若干个协议元素和数据组合在一起用于表达一个完整的内容所应遵循的格式，也就是对信息的数据结构做一种规定。

时序：对事件实现顺序的详细说明。^[10]

TCP/IP是一个协议簇，其中文名称为传输控制/网际协议，其实它包括了两个部分，一个是TCP协议，一个是IP协议。TCP协议专门用于在不可靠的因特网上提供可靠的、端对端的字节流通信。TCP/IP网络层的功能主要由IP提供。IP将多个网络连接成一个互联网，把高层的数据以多个数据报的形式通过互联网分发出去。网络层的一个重要服务就是在互相独立的局域网的基础上建立互联网络，即网际网，网间的报文来往根据其目的IP地址通过路由器发送到另一个网络。^[10]

UDP用户数据报协议是不可靠协议，也是传输层重要协议，它采用无连接方式发送数据，各个数据段选择不同路径单独投递，当抵达目的节点后再按照序号组合还原初始报文交付相应进程。其不可靠性主要体现在中间节点和目的节点一般不对数据段检错确认。发送方不关心数据段能否抵达目的节点，数据是否发生差错，只是尽最大努力投递；中间转发节点也不会通告数据段是否正常接收、是否检验无误，数据可靠性可由其他层协议保障。因此，UDP用户数据报协议适合传输少量、可靠性和实时性要求不高的数据。^[3]

HTTP协议也称为超文本传输协议，用于从万维网服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。HTTP协议是基于请求与响应模式的、无状态的、应用层协议，它不关心数据传输的细节，主要是用来规定客户端和服务端的数据传输格式，最初是用来向客户端传输HTML页面的内容。协议所使用的端口号默认为80。^[23]

FTP协议属于应用层协议，是使用最为广泛的文件传输应用。FTP使用控制连接和数据连接，控制连接使用端口号TCP21，用于发送FTP命令信息，而数据连接使用端口号TCP20，用于上传、下载数据。^[24]

SMTP即简单邮件传输协议，它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议族，默认端口号为25。它帮助计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。^[25]

NetBEUI协议是由IBM开发的非路由协议，它基于NetBIOS协议，是NetBIOS的扩展。NetBIOS协议是一种使在局域网上的程序可以使用的应用程序编程接口，其作用是为了给局域网提供网络以及其他的特殊功能，几乎所有的局域网都是在NetBIOS协议的基础上工作的。因为NetBEUI协议不需要附加的网络地址和网络层头尾，所以，很快在只有单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境中得到广泛应用，从而体现出了其占用系统资源少、效率高的特点。^[10]

IPX/SPX兼容协议即IPX与SPX协议的组合。IPX协议是用来负责数据包的传送，而SPX协议则是负责数据包传输的完整性。IPX/SPX协议是NOVELL公司为了适应网络的发展而开发的通信协议，具有很强的适应性，并且安装方便。IPX/SPX协议具有路由功能，是可路由的协议，也就是说可以实现多网段之间的通信。IPX/SPX协议一般可以应用于大型网络和局域网游戏环境中。^[10]

在因特网上，主机间的通信是通过IP地址来寻址的：每台计算机通过网络软件来设置一个IP地址，这个地址是分配给网络接口卡的唯一标识。通过这个IP地址，就可以迅速找到网络上的计算机。IP编址属于TCP/IP协议的网络层，也被称作因特网地址。为了保证网络上的IP地址的唯一性，IP地址由国际网络信息中心NIC（Network InformationCenter）进行统一管理，称之为InterNIC。^[10]

IP地址一般包括两部分：一部分是网络ID号，用来确定计算机从属的物理网络；另一部分是主机ID号，用来确定该网络上指定的某台计算机。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机有一个主机ID与其对应。一个网络可以包含许多子网络和许多台主机。网络与网络、主机与主机之间的区分就是通过IP地址标识的。^[10]

IP地址分为五个固定类：A类、B类、C类、D类、E类。

A类地址范围为0.0.0.0~126.0.0.0。IP地址首位为“0”（二进制），因此网络号取值与1~127之间。此类地址下可拥有高达台主机，一般用于大型网络，默认子网掩码：255.0.0.0。

B类地址范围为128.0.0.0~191.255.0.0。IP地址前两位为“10”（二进制），因此网络号取值与128-191之间。可用主机位为=65536，一般用于中等规模网络，默认子网掩码：255.255.0.0。

C类地址范围为192.0.0.0~223.255.255.255.0。IP地址前三位为“110”（二进制），因此网络号取值于192-223之间。可用主机位为-2=254，一般用于小型网络，默认子网掩码：255.255.255.0。

D类地址范围为224.0.0.0~239.255.255.255。IP地址最前面为“1110”（二进制），因此网络号取值于224~239之间。此类地址是多播地址，一般用于多路广播用户。

E类地址范围为240.0.0.1~255.255.255.254。IP地址最前面为“1111”（二进制），因此网络号取值于240~255之间。此类地址是保留地址，通常用于科学研究。^[10]

子网掩码（subnet mask）又叫网络掩码，它用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。^[22][10]

网络安全是一个关系国家安全和主权、社会的稳定、民族文化的继承和发扬的重要问题。其重要性，正随着全球信息化步伐的加快而变得越来越重要。^[26]

计算机网络安全包括两个方面，即物理安全和逻辑安全。物理安全指系统设备及相关设施受到物理保护，免于破坏、丢失等。逻辑安全包括信息的完整性、保密性和可用性。^[27]国际标准化组织（ISO）对计算机系统安全的定义是：为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。由此可以将计算机网络的安全理解为：通过采用各种技术和管理措施，保证网络系统正常运行，从而确保网络数据的可用性、完整性和保密性。^[10]

从技术上讲，任何一个单独体系都无法确保网络信息的安全，网络安全防护由多种技术共同承担。常见网络安全技术主要有信息加密、数字签名、防病毒、防火墙和入侵检测技术。^[3]

数据加密技术

数据加密技术是利用数学或物理方法对传输信息进行保护，防止泄露的技术。数据经加密成密文后，即使被截获，但由于不知道具体加密算法和密钥故也无法还原初始数据，从而保证了数据的保密性。数据在加解密过程中，根据收发双方密钥是否相同可将加密技术分为两类，分别是对称加密和非对称加密。^[3]

数字签名

数字签名是手写签名的电字模拟，它通过对数据计算处理以产生一段特殊字符串消息，该消息具有与手写签名同样特点，是可信的、不可伪造的、不可重用的、不可抵赖的以及不可修改的，这种消息被称为数字签名。^[3]

防火墙技术

防火墙技术是网络安全防范的有效方法之一，配置防火墙是达到实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。防火墙可以有硬件和软件两种，它对内部网络访问及管理内部用户访问外界网络的权限进行了规范。防火墙技术能够极大提高一个网络的安全性，降低网络崩溃的危险系数。^[10]

入侵检测

入侵检测是从多种计算机系统及网络中收集信息，再通过这些信息分析入侵特征。它被称为是防火墙后的第二道门，可以使得入侵在入侵攻击之前被检测出来，并通过报警与防护系统将入侵拒绝，从而尽量减少被攻击。入侵技术是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术，是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。^[10]

2015年12月18日美国通过了《美国网络安全法》。该法成为美国当前规制网络安全信息共享的一部较为完备的法律，其中首次明确了网络安全信息共享的范围包括“网络威胁指标”（cyber threat indicator，CTI）和“防御性措施”（defensivemeasure）两大类，重点关注网络安全信息共享的参与主体、共享方式、实施和审查监督程序、组织机构、责任豁免及隐私保护规定等，并通过修订2002年《美国国土安全法》的相关内容，规范国家网络安全、联邦网络安全人事评估及其他网络事项。^[28]

2016年11月7日，《中华人民共和国网络安全法》审议通过，并于2017年6月1日起正式施行。中国已经构建起以《网络安全法》等法律为核心，包括《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国个人信息保护法》《关键信息基础设施安全保护条例》《网络安全审查办法》等法律法规在内的网络安全法律规范体系。^[29][30]

2018年5月25日年《通用数据保护条例》（GDPR）实施，这是自1998年实施《数据保护法》以来数据保护规则的最大变动。它是由欧盟（EU）提出的，直接适用于所有成员国，不需要执行国家立法。^[31]

网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分，涵盖了电子商务、社交媒体、网络教育、远程医疗等各个领域。随着5G技术、物联网等新兴技术的不断发展，网络在未来将继续扮演着重要的角色，推动着社会的数字化和智能化进程。^[7][1]

电子商务是指利用现代网络信息技术实现商务活动电子化和网络化的一种新型商务形式。电子商务是指利用信息技术使整个商务活动电子化，不仅包括了企业商务活动中面向外部的业务流程，如网络营销、电子支付、物流配送等，还包括企业内部的业务流程，如企业资源计划、客户关系，供应链、人力资源、生产、研发及财务等管理的内容。^[32]

社交媒体是基于移动通信和互联网技术组建的交互性平台，倡导用户内容的产生、协作与分享，具有用户自主控制社交关系的特点。除了用户生成内容为基础的自主性，还有互动性社会性和连通性等特性。社交媒体常见主要形式有网络论坛、网络社区和社交应用软件等，例如Facebook、twitter、微信、微博。^[33]

在线教育指的是在网络环境下，以现代教育思想和学习理念为指导，充分发挥网络的各种教育功能和丰富的网络教育资源优势，向教育者和学习者提供的一种网络教和学的服务，这种服务体现于用数字化技术传递内容．开展以学习者为中心的非面授教育活动。^[34]

现代远程医疗的概念已经拓展到借助互联网和物联网等现代通信技术服务远程患者的医疗模式，可对其进行检测、监护、诊断和指导治疗等。这一系统需要借助计算机、通信和医疗技术与设备，通过传输数据、文字、语音和图像等资料，辅助远程专家与需方患者、专家和医务人员的“面对面”医疗服务。这一平台不仅可以解决医疗和临床问题，还涵盖通信网络、数据库等，并且将其集成到网络系统中，能更好地服务医疗和大健康。^[35]

物联网就是通过RFID、红外感应器、定位技术、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网技术应用领域广泛，主要有公共事务管理（节能环保、交通管理等）、公众社会服务（医疗健康、家居建筑、金融保险等）、经济发展建设（能源电力、物流零售等）。作为新一代信息技术的重要组成部分，物联网技术也被广泛应用于图书馆中。^[36]

中国有4大主干网络，分别是中国科学技术网（CSTNET）、中国教育和科研计算机网络（CERNET）、中国公用计算机互联网（CHINANET）、国家公用经济信息通信网络（CHINAGBN），分别属于中国科学院、中国教育部和中国工信部（后两个均属于工信部）。中国公用计算机互联网通过与中国各大互联网络运营商及科研网络、教育网络实现了互联互通，并且与国际主要互联网服务运营商实现了对等合作。用户接入中国公用计算机互联网，可以使用CHINANET和Internet的所有业务。^[37]

美国骨干网运营商不仅为美国用户提供服务，同时也为世界各国的ISP提供不对称互联或对等互联，成为世界级骨干网运营商。美国顶层骨干网运营商数量为6个，即UUNET、Sprint、AT&.T.C&.w.Qwest和 Level3。美国的6家骨干网运营商都是在美国科学基金网时期发展起来的大型骨干网，它们在《反托拉斯法》和《竞争法》的监督下，在美国构成了充分竞争的一级互联网市场，美国也成了世界互联网的核心地带和枢纽。这6个骨干网运营商位于美国互联网结构金字塔的顶层，它们不做本地的接入，只向下级的ISP提供转接业务。在美国8个大的互联网区域，它们通过建立两两之间的直接电路或者交叉连接方式进行对等互联。^[38]

日本骨干网运营商有5家，分别是日本电信（ODN）、NTT（IIJ）、KDDI、POWEREDCOM和软银宽带，这5家骨干网运营商都有自己的DSL或同轴电缆接入网络，此外日本还有几千个互联网接入服务商。日本骨干网的互联网互通流量（约60%的国内互通流量）集中在东京的 Otemachi 和Shinjuku对等交换（两个都是KDDI的机楼）。日本互联网大型的交换中心有JPIX、 NSPIXP（即DIXIE）和JPNAP，都位于东京，网间互联大多数都通过NAP实现，而且日本国内的转接服务收费较低。^[38]