Sieć komputerowa – zbiór komputerów i innych urządzeń połączonych z sobą kanałami komunikacyjnymi oraz oprogramowanie wykorzystywane w tej sieci. Umożliwia ona wzajemne przekazywanie informacji oraz udostępnianie zasobów własnych między podłączonymi do niej urządzeniami, zwanymi punktami sieci.

Przyczyną powstania sieci komputerowych była niewątpliwie potrzeba swobodnego, efektywnego i bezpiecznego komunikowania się.

Pierwsze komputery powstały w latach 40tych XX w. Dostęp do nich miała stosunkowo niewielka grupa osób, co związane było głównie z ówczesnym poziomem techniki. Programiści byli początkowo jedynymi użytkownikami komputerów. Zajmowali się także ich obsługą. Momentem Przełomowym w sposobie dostępu do komputera stało się odkrycie zjawiska tranzystorowego i wyprodukowanie w latach 50tych XX w. układu scalonego. Opracowanie systemów wielodostępnych z podziałem czasu i pierwszych systemów operacyjnych oraz języków programowania wysokiego poziomu doprowadziło do wzrostu liczby komputerów. W latach 60 tych XX w. standardem była zdalna praca przy użyciu terminala tekstowego połączonego z komputerem znanym jako TELEX. Jednak nadal komputery, usytuowane na ogół w specjalnie do tego celu budowanych centrach obliczeniowych stanowiły samotne wyspy. Dostęp do komputerów możliwy był z poziomu terminali znajdujących się albo bezpośrednio w centrach obliczeniowych, albo w lokalizacjach połączonych z centrum dedykowaną, telefoniczną linią dzierżawioną, albo indywidualnie za pomocą modemu i komutowanej linii telefonicznej.

Wraz z upowszechnieniem się stosowania komputerów pojawiła się potrzeba szerszego dostępu i bardziej efektywnego do ich zasobów oraz potrzeba automatycznej wymiany danych między komputerami.

W wyniku tego w latach 60tych XX w. Departament Obrony Stanów Zjednoczonych rozpoczął tworzenie sieci komputerowej (ARPANET), której celem było połączenie uniwersytetów oraz innych jednostek realizujących projekty dla armii w celu umożliwienia im wzajemnego dostępu do mocy obliczeniowej komputerów. Gdy w późniejszym okresie opracowano rodzinę protokołów TCP/IP i zaimplementowano je w systemach UNIX’owych okazało się, że niemal natychmiast sieć ARPANET powiększyła się o wszystkie lokalne sieci komputerowe zainstalowane w uniwersytetach stanowych. W podobnym okresie, na Uniwersytecie Hawajskim prowadzone były badania umożliwiające komunikację za pomocą nadajników krótkofalarskich. W wyniku tych prac powstał protokół ETHERNET, który z czasem stał się niemal jedynym protokołem komunikacyjnym we wszystkich sieciach lokalnych.

Ponieważ komputery, a dokładnie minikomputery znalazły zastosowanie w firmach komercyjnych, także i tutaj pojawiła się potrzeba wzajemnego komunikowania się, np. między oddziałami tej samej firmy w celu wymiany i synchronizacji danych.

W tym obszarze stosowano głównie rozwiązania autorskie pochodzące od firm, które były producentami sprzętu komputerowego (Xerox, Intel, DEC, IBM). W zdecydowanej większości protokoły te zostały całkowicie wyparte w sieciach lokalnych przez protokół Ethernet, natomiast ich elementy można znaleźć wśród protokołów stosowanych w centralach telefonicznych.

Lawinowy wzrost zapotrzebowania na stworzenie metody komunikacji między komputerami powstał wraz z masowym pojawieniem się na rynku komputerów osobistych. W przypadku ośrodków obliczeniowych, akademickich, czy oddziałów firm komercyjnych komunikacja między komputerami lokalnymi odbywała się na niewielkim obszarze, a łączność między centrami realizowana była na ogół za pomocą pojedynczych i stosunkowo drogich łączy telekomunikacyjnych na dużych odległościach. O ile wielkie firmy komercyjne, uniwersytety, czy agendy rządowe stać było na stosowanie tego typu technologii, to małe, czy średnie firmy oraz osoby prywatne musiały szukać innych metod.

W związku z tym w latach 80tych XX w. opracowano sposób komunikacji typu punkt-punkt oparty na łączności modemowej wykorzystującej standardowe, komutowane łącza klasycznej sieci telefonicznej. Wykorzystując tę metodę stworzono specjalne centra zwane BBS’ami (ang. Bulletin Boards), pełniące rolę punktów kontaktowych, za pomocą których można było wymieniać wiadomości i pliki. Zaletą BBS’ów były: porównywalnie niższy koszt instalacji i utrzymania w stosunku do innych rozwiązań oraz tania metoda dostępu. Należy zaznaczyć, że tani koszt dostępu wynikał stąd, że wiadomości miały jedynie postać tekstową, a rozmiar plików w tamtym czasie był na tyle mały, że nawet szybkości transmisji na poziomie 1200/2400 bps umożliwiały szybki transfer, co oznaczało krótki czas płatnego połączenia komutowanego. Wadą BBS’ów było to, że jednocześnie z BBS’em mogło połączyć się tylu użytkowników ile było zainstalowanych linii telefonicznych oraz to, że każde połączenie wymagało osobnego modemu. Ponadto, należało wiedzieć o istnieniu danego BBS’u oraz znać jego numer. Jeżeli numer był z innej strefy taryfikacyjnej koszt połączenia zdecydowanie wzrastał.

Różnorodność sprzętu sieciowego, a przede wszystkim jego cena powstrzymywały firmy przed podejmowaniem decyzji o inwestowaniu w nowe technologie. Lęk przed chybionymi decyzjami wynikał też z niestabilnej sytuacji w obszarze komputerów osobistych. Szybki rozwój technologii oznaczał z jednej strony wzrost efektywności, z drugiej strony wymuszał zbyt częstą wymianę sprzętu.

Sytuacja zmieniła się wraz z opracowaniem standardów dotyczących sieci lokalnych, co dawało gwarancje kompatybilności sprzętowej i chroniło inwestycje. Standardem stały się konstrukcje oparte na sieciowym systemie operacyjnym z centralnym serwerem plików, wydruku oraz poczty elektronicznej, zapewniającym autentykację użytkowników i autoryzację dostępu do zasobów. Mniejsze firmy zadawalały się budową sieci równorzędnych, w których wszystkie komputery były nawzajem dla siebie serwerami i klientami. Jednak w obu przypadkach medium łączącym wszystkie elementy systemu w całość była ta sama sieć komputerowa. W przypadku systemów budowanych w oparciu o sieciowe systemy operacyjne uzyskiwano bardzo istotną funkcjonalność, jaką było centralne zarządzenie siecią i jej zasobami.

W początkowym okresie sieci komputerowe rozwijane były przede wszystkim w uczelniach amerykańskich w ramach projektów rządowych. Gdy w latach 80tych XX w. opracowywano podstawowe standardy dotyczące lokalnych sieci komputerowych w Stanach Zjednoczonych istniała już rozbudowana, ogólnokrajowa struktura łącząca sieci kampusowe, składające się z lokalnych sieci budowanych w ramach poszczególnych jednostek uczelnianych. Zarówno sieci kampusowe, jak i sieci lokalne budowane były w oparciu o różne technologie, w zależności od momentu powstania danego fragmentu sieci. Wtedy też pojawiło się pojęcie „internet”, które oznaczało zbiór połączonych sieci komputerowych. W 1990 roku, gdy sieć ARPANET zaczęła się gwałtownie rozrastać zmieniono jej nazwę na Internet.

Funkcjonująca obecnie konstrukcja Internetu, zarówno na poziomie globalnym jak i pojedynczej sieci lokalnej oparta jest na tych samych zasadach jakie opracowano i opublikowano na przełomie lat 80 tych i 90 tych XX w. Zasadnicze zagadnienia, które związane są z budową Internetu dotyczą takich spraw jak:

• łączenie komputerów w lokalną sieć komputerową,
• podłączanie do sieci pojedynczych komputerów w sytuacji dużych odległości,
• rozbudowa lokalnych sieci komputerowych,
• komunikacja między sieciami lokalnymi,
• usługi sieciowe,
• bezpieczeństwo sieci,
• zarządzanie i monitoring sieci.

W ramach rozwiązywania poszczególnych zagadnień opracowano wiele różnych metod. Niektóre z nich stały się powszechnie obowiązującymi standardami.

Jednym z pierwszych elementów związanych z fizyczną konstrukcją sieci jest typ sieci. Analizując zarówno sposób powstawania Internetu, jak i właściwości poszczególnych jego fragmentów dostrzec można między nimi pewne różnice związane z parametrami technicznymi oraz geograficznymi.

Pierwotnie rozpoznawano dwa typy sieci: sieci rozległe (WAN) łączące uczelnie, ośrodki obliczeniowe i inne placówki naukowo badawcze oraz sieci lokalne (LAN) stosowane do łączenia komputerów w poszczególnych ośrodkach. Wraz z rozrastaniem się sieci uczelnianych pojawił się termin „sieci kampusowe” oznaczający sieć komputerową jednej lub kilku uczelni powstałą w wyniku połączenia ich wewnętrznych sieci lokalnych. Sieci metropolitalne (MAN) charakterystyczne są dla dużych ośrodków miejskich, gdzie znajdują się siedziby wielu uczelni, urzędów oraz firm komercyjnych, a także istnieje specyficzna dla tego środowiska infrastruktura techniczna. Ostatnio powstał jeszcze jeden termin definiujący prywatne sieci komputerowe (PAN). Określenie to dotyczy sieci instalowanych w domach lub w obrębie jednego lub kilku stanowisk pracy znajdujących się w niewielkiej odległości od siebie (do ok. 10m).

Sieci rozległe charakteryzują przede wszystkim długie połączenia zlokalizowane na stosunkowo dużym obszarze takim jak województwo, kraj, kontynent czy cały glob.

Realizacja połączeń na ogół związana jest z niską przepustowością i stosowaniem interfejsów szeregowych. Zapewniają łączność w pełnym lub ograniczonym wymiarze czasowym.

Sieci lokalne dotyczą instalacji zlokalizowanych na stosunkowo niewielkim obszarze. Teoretyczna średnica sieci lokalnej może wynosić nawet kilkaset metrów, jednak po uwzględnieniu geometrii pomieszczeń obszar instalacji ogranicza się do jednego budynku lub jego części, np. piętra.

W sieciach lokalnych stosuje się krótkie łącza (do ok.. 100m) o wysokiej przepustowości lub rozwiązania oparte na technice radiowej. Sieci lokalne charakteryzuje też wysoka niezawodność działania.

W przypadku uniwersytetów na ogół stosuje się rozwiązanie polegające na łączeniu poszczególnych, wewnętrznych sieci lokalnych łączami charakterystycznymi dla technik stosowanych w budowie lokalnych, a nie rozległych sieci komputerowych.

Wynika to przede wszystkim ze względów praktycznych i ekonomicznych. Wszystkie sieci lokalne albo ich zdecydowana większość znajdują się na stosunkowo niewielkim obszarze o bardzo rozwiniętej infrastrukturze technicznej, której zarządzanie znajduje się w gestii uczelni. Ponadto charakter działalności i związane z tym potrzeby i rygory bezpieczeństwa z jednej strony pozwalają, z drugiej wymagają dużej swobody w konfiguracji sieci.

Sieci metropolitalne przypominają swoją budową zarówno sieci kampusowe jak i sieci rozległe. Ich zadaniem jest łączenie wielu sieci lokalnych znajdujących się w obrębie aglomeracji miejskiej, co nadal stanowi stosunkowo niewielki obszar. Jednak w tym przypadku względy formalne oraz względy bezpieczeństwa sprawiają, że połączenia te mają na ogół charakter typowy dla sieci rozległych. Dodatkowo, do zadań sieci metropolitalnych należy łączenie indywidualnych komputerów, głównie osób prywatnych do Internetu.

Konstrukcja sieci metropolitalnych oparta jest zazwyczaj na sieci szkieletowej, do której podłączane są sieci lokalne różnego rodzaju organizacji oraz osób prywatnych za pomocą indywidualnych łączy typowych dla sieci rozległych. Oczywiście, ze względu na rozbudowaną infrastrukturę techniczną jaka zazwyczaj występuje w środowisku miejskim stosowane są konfiguracje charakterystyczne dla sieci kampusowych w przypadku uczelni, urzędów, czy dużych firm.