计算机网络

随着计算机成本的降低和个人计算机的推广，数据越来越分散，首个计算机网络出现。

第一个计算机网络出现在 1950-1960s，通常在公司或研究室内使用，以方便信息交换，比将纸卡或磁带送到另一栋楼里更快速可靠，同时可以共享物理资源（例如打印机）。这种小范围的网络称为局域网 LAN（Local Area Network），有很多 LAN 技术，其中最著名和成功的是以太网 Ethernet，开发于 1970s，沿用至今。

以太网用网线将网络中的计算机彼此相连，数据传输后进入网线，每台计算机通过设置 MAC Media Access Control 地址来识别发送的数据是否和自己相关。当网络负载增加，多台计算机同时想要传输数据时，就会发生冲突，因此以太网采用 CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 协议，即监听信道，如果信道空闲则发送数据，如果信道忙则等待一段时间再发送，如果发送的数据和其他计算机发送的数据冲突，则停止发送，等待一段时间（在一个范围内的随机值，防止每台机器都等待相同时间，这样会不断引发冲突）再发送。当多次出现冲突时，一种常见处理方式是使用指数退避 exponential backoff 算法，即每次冲突后，等待时间加倍，直到达到最大等待时间，如果还是冲突，则放弃发送。

通过 Switch 隔离冲突域，可以提高网络吞吐量，这样连接多个冲突域，就形成了大型网络 Internet。但由于冲突域切分了网络，因此需要路由器 Router 来连接不同的冲突域，另一种方式是建立专用线路。
通过路由连接存在线路的不确定性，每个路由的跳转会维护 hop count，即跳数，每经过一个路由 hop count 加一，当 hop count 达到一定值时，数据包会被丢弃，这样可以防止数据包在网络中无限循环或者网络异常。

在传输数据的时候，为了提高效率和容错，往往将大报文切分成小块的数据包，报文具体格式由互联网协议定义，简称 IP，创建于 1970s。数据源的数据包往往会经由不同的路径到达目的地，往往会出现乱序，因此需要对数据包进行排序，处理这个问题的协议是 TCP。TCP/IP 沿用至今，它的好处是无中心化的，通过分组交换自动完成路由。