机器之间的通信是一个复杂的过程，它体现了大问题的复杂性。本章主要从“模型和结构”的计算思维概念，介绍网络通信的方法；并且用“安全”的概念，介绍网络攻击的防护方法，以及信息的加密和解密。

▶1.互联网的发展

1969年美国国防部高级研究计划局(ARPA)制定了一个计划，将美国的加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)、加利福尼亚大学(UCSB)、斯坦福大学研究学院(SRI)和犹他州大学(UoUtah)的4台计算机连接起来，建设一个ARPANET(阿帕网)。1969年9月3日，美国加州大学洛杉矶分校雷纳德·克兰罗克(L.Kleinrock)教授在实验室内，将两台计算机成功地由一条5m长的电缆连接并互传数据。1969年10月29日22点30分，在克兰罗克教授指导下，阿帕网第1节点UCLA与第2节点SRI连通，虽然第一次实验只传输了LO两个字符(计划传输LOGIN)就宕机了，但是实现了分组交换技术(包交换)的远程通信，这标志着互联网的正式诞生。
全球互联网已经成为当今世界推动经济发展和社会进步的重要信息基础设施。联合国宽带数字发展委员会报告指出，2013年全球互联网用户为28亿左右。思科公司首席技术官帕德马锡·沃里奥(Padmasree Warrior)表示，2013年全球互联网数据流量达到了56EB,全球大约有1万亿台设备接入互联网。互联网如此受欢迎的原因在于它使用成本低，使用信息价值高。

▶2.网络的定义

计算机网络是利用通信设备和传输介质，将分布在不同地理位置上的具有独立功能的计算机相互连接，在网络协议控制下进行信息交流，实现资源共享和协同工作。

▶3.网络主要类型

计算机网络的分类方法有很多种，最常用的分类方法是IEEE(国际电子电气工程师协会)根据计算机网络地理范围的大小，将网络分为局域网、城域网和广域网

1)局域网

局域网(LAN)通常在一幢建筑物内或相邻几幢建筑物之间。局域网是结构复杂度最低的计算机网络，也是应用最广泛的网络。尽管局域网是结构最简单的网络，但并不一定是小型网络。由于光通信技术的发展，局域网覆盖范围越来越大，往往将直径达数千米的一个连续的园区网(如大学校园网、智能小区网)也归纳到局域网范围。

2)城域网

城域网(MAN)的覆盖区域为数百平方千米的一座城市内，城域网往往由许多大型局域网组成。城域网主要为个人用户、企业局域网用户提供网络接入，并将用户信号转发到因特网中。城域网信号传输距离比局域网长，信号更加容易受到环境的干扰。因此网络结构较为复杂，往往采用点对点、环形、树形等混合结构。由于数据、语音、视频等信号，可能都采用同一城域网络传输，因此城域网组网成本较高。

3)广域网

广域网(WAN)覆盖范围通常在数千平方千米以上，一般为多个城域网的互联(如ChinaNet,中国公用计算机网),甚至是全世界各个国家之间网络的互联。因此广域网能实现大范围的资源共享。广域网一般采用光纤进行信号传输，网络主干线路数据传输速率非常高，网络结构较为复杂，往往是一种网状网或其他拓扑结构的混合模式。广域网由于需要跨越不同城市、地区、国家，因此网络工程最为复杂。