Bisher haben wir Computer als isolierte Einheit betrachtet, die mit Hilfe von Schaltwerken von Nutzern geschriebene Programme ausführen. Wegen der hohen Kosten von Computern entstand der Wunsch, diese gemeinsam, auch über große Entfernungen, zu nutzen. Dazu wurde es notwendig, Computer zu vernetzen.
Heute gibt es kaum noch Computer, die nicht ans Internet angeschlossen sind. Selbst Mobiltelefone sind oft pausenlos online. Im Internet werden unterschiedliche Dienste (Webseiten, Dateitransfer, Email, usw.) über unterschiedliche Transportmedien (lokale Netze, Drahtlosnetzwerke, Mobilfunknetze, usw.) bereitgestellt.
In diesem Abschnitt interessieren wir uns für die Abstraktionsmechanismen, die es ermöglichen, eine solche Vielfalt von Medien und Diensten beherrschbar zu kombinieren. Wir werden sehen, dass die zu Grunde liegenden Ideen, denen ähneln, die dazu dienen, Programme unterschiedlicher Programmiersprachen auf unterschiedlicher Hardware auszuführen.
Es gibt unterschiedliche Kriterien, Computernetze zu klassifizieren. Bei der Klassifizierung nach Entfernung der beteiligten Rechner wird unterschieden zwischen Local Area Networks (LAN, im selben Gebäude), Metropolitain Area Networks (MAN, über wenige 100 Kilometer) und Wide Area Networks (WAN, bis zu weltweit).
Auch nach der Art der Vernetzung, der sogenannten Topologie, können wir unterscheiden.
In Maschen-Netzen ist jeder Rechner mit jedem anderen direkt verbunden.
In einem Bus-Netz sind alle Rechner mit einem gemeinsamen Kommunikationsmedium verbunden.
In einem Stern-Netz sind alle Rechner mit einer zentralen Einheit verbunden, die die Kommunikation steuert.
In einem Ring-Netz sind Rechner ringförmig verbunden und Daten werden reihum weitergeleitet.
In einem Baum-Netz sind Rechner hierarchisch miteinander verbunden.
Maschen-Netze sind nur für sehr kleine Anzahlen von Computern praktikabel. Selbst in lokalen Netzen werden in der Regel Bus-Netze verwendet. Stern-Netze eignen sich für größere lokale Netzwerke oder Firmennetze und erlauben es, das Netzwerk an einem zentralen Punkt zu administrieren. Ring-Netze sind historisch gesehen eine kostengünstige Alternative, um mehrere Standorte einer Firma zu verbinden. Heutzutage geschieht das in der Regel über das Internet, das Baum-artige Strukturen mit freieren Formen der Vernetzung kombiniert.
Bei der Netzwerkkommunikation wird unterschieden zwischen dem Senden einer Nachricht zu genau einem Empfänger (unicast), zu mehreren ausgewählten Empfängern (multicast) und zu allen Netzwerkteilnehmern gleichzeitig (broadcast).