学文网今天，网络不再只是互联网的代名词，它容纳了更广泛的含义。从网络代表的服务来看，网络可分为单项网络（One－way Networks）和双向网络(Two-way Networks)；从是否存在物理连接的角度出发，网络又可以分为有形网络（Physical networks）和虚拟网络（Virtual networks）。然而，不管我们把网络划分为单向网络和双向网络或者有形网络和虚拟网络,一般来说，所有的网络在结构上具有共同的特征：只有网络的不同组件（Components）共同作用下才能提供服务。基于网络自身系统性的特点，所有的网络具有共同的经济特征，即网络外部性。
网络外部性理论的历史追溯
与一般的外部性概念本身相比,网络外部性作为它的一种特定形式受到研究的历史要短得多。显然1950年就出现了Leibenstern对追随效应(Bandwagon effects)和孤傲效应（Snob effects）的研究（讨论了预期实现均衡），1974年Rohlfs针对其中的多态均衡问题进行了最早的分析（Rohlfs，1974），但真正具有重要意义的工作始于80年代。1985年，Katz和Shapiro在《美国经济评论》上发表了题为《网络外部性、竞争与兼容性》的著名论文，成为这一领域的研究取得突破并推动大量相关研究进一步展开的主要标志。
关于网络外部性的研究深深地根植于传统的微观经济理论和产业组织理论，所涉及的议题相当广泛和复杂，对理解现代经济活动的一些重要的宏观现象，提供了各种微观经济的解释，但是大多数研究结果在研究所关注的福利和效率问题上并没有得出普遍适用的确定性结论，显示出在网络外部性条件下厂商和消费者的许多微观经济行为的宏观效果的复杂性。
网络外部性的含义和分类
无论在物理网络还是在虚拟网络中，消费者的消费行为有一个共同的特征：相互影响。即当某消费者购买或使用某种产品服务时，他首先考虑是否存在或存在多少消费者购买或使用此类产品或服务，例如，在选择电话网络时，新用户更愿意选择原来用户多的网络。因为网络中用户越多，潜在通话对象越多，该网络对新用户的价值就越大；同时，新用户的加入也增加了网络对原有电话用户的价值，因为他们通话的潜在对象也增加了。这种消费行为之间的相互影响就是所谓的“正消费外部性”，它最早是由Jeflrey Rohlfs与1974年在对电信服务的研究中发现的，后来Michael Kats和Carl Shapiro和许多其他的经济学家（如Nicholas Economides）称之为“网络外部性”。
网络外部性可以从不同的角度来理解，Michael Kats和Carl Shapiro这样解释网络外部性：当消费同样产品的其他使用者的人数增加时，某一使用者消费该产品所获得的效用增量。S.J.Liebowits和S.E.Margolis更广泛地说明了网络外部性的含义：网络外部性是指当采取同样行动的人(agents)的人数增加时该行动产生的净价值增量。我们可以一般性地这样理解：网络外部性是通过其他人购买或使用某种产品或服务而授予此产品或服务的消费者的收益。虽然网络外部性并不总是正的（消费者也可能增加外部成本），但大多数文献讨论的是正的外部性。Liebowits指出网络外部性也可能是负的，即超过一定点，网络规模扩大会降低网络用户的效用。以通信网络E-mail为例，如果使用它的人增多，它的价值就提高，老用户就可以得到额外的收益，这时E-mail就体现出正的网络外部性。但是如果大家都在大量的使用这种通信方式，又有可能出现堵塞，E-mail使用者就有可能会因为速度太慢而苦恼，这时就出现了负的外部性。因而，网络外部性产生的福利大小不仅与使用者本身有关，还与已经参与网络的其他人的行为有关。
我们可以从网络外部性产生的方式来对网络外部性进行分类：
（1）直接网络外部性
直接网络外部性是指通过消费相同产品的购买者人数对产品价值的直接影响而产生的。比如，我购买了一台传真机，这就直接使拥有传真机的用户受益。如果网络中有n台传真机，那么有n(n-1)个潜在产品，第n+1个加入的消费者，通过给现有连接加入新的互补的连接，增加了2n个潜在的新的产品，从而使原来n个使用者的价值增加，给网络中所有其他使用者提供了直接的外部性。除了有形的（如传真机、电话网），还有无形的（如交换word文件的人构成的网络）都是具有直接网络外部性的典型产品和服务。但是直接外部性只发生在双向网络中。在单向网络中，比如电力传输，因为现存的网络商品的用户无法与新加入的用户相互作用，所有直接收益并不增长。
（2）间接网络外部性
间接网络外部性指随着一种产品使用者数量的增加，市场出现更多品种的互补产品供选择，而且价格更低，从而消费者更乐于购买该产品，这就间接地提高了该产品的价值。典型的单向电信网络，如通常的广播电视网和寻呼网，网络外部性是间接的。符合硬件―软件范式的网络也表现出这种间接网络外部性。
网络外部性产生的原因和梅特卡夫法则
网络外部性产生的根本原因在于网络自身的系统性、网络内部信息流的交互性和网络基础设施长期垄断性。首先无论网络如何向外延伸，新增多少个网络节点，它们都将成为网络的部分，因此整个网络都将因为网络的扩大而受益。其次，在网络系统中，网络内的任何两个节点之间都具有互补性（在整个网络中没有“中心”或“***”区域的存在，也就是说，即使网络的一部分节点消失了，也不影响网络的其他节点之间的正常联系）。最后，网络的基础设施，如铁路、公路、港湾、通信设施等，一般都具有投资巨大、投资周期长、垄断性强和使用期限长等特点。这就决定了网络外部经济性的长期存在。
从网络系统本身的物理性质来看，影响网络外部性大小的因素主要包括网络的规模和网络内部物质的流动速度。从经济角度来看，影响网络外部性大小的因素不止这些，还包括市场多样性的大小和转移成本的高低。在这其中，最重要的因素就是网络规模。梅特卡夫法则就描述了这一支配因素。梅特卡夫法则得名于鲍勃・梅特卡夫（Bob Metcalfe）――以太网的发明者。这个法则更接近于常识，而不是法则，但是它确实是以一种相对自然的方式出现的。如果一个网络中有几个人，那么网络对每个人的价值与网络中其他人的价值成正比，这样网络对所有人的总价值与n×(n-1)=n2-n成正比。如果一个网络对网络中每个人的价值为1美元，那么规模为10倍的网络总价值大约等于100美元。比较之下，规模为100倍的网络总价值大约就是10000美元，网络规模增长10倍，其价值就增长100倍。
网络外部和网络效应
一般地，我们把使用者从用户网络中获得的福利变化定义为网络效应(Network Effects)。
Liebowits和Margolis区分了网络外部性和网络效应。当一种行为的网络价值受采取同种行为的人的人数影响时，网络效应存在，所以可以这样说：网络效应在经济中普遍存在。一组消费者购买同一种商品会抬高商品的价格，因而影响了此类商品的其他消费者的消费行为，也影响了互补品和替代品的消费者。Liebowits和Margolis指出，有时经济学家把这种相互作用曲解为外部性，但实际上是货币外部性，因为价格体系通过购买者和供应商之间的财富转移使网络外部性内部化。因而，当网络效应不能通过价格机制进入收益成本函数的时候，网络效应才可以被称为网络外部性，所以网络外部性导致了市场失灵，但远没有网络效应普遍。虽然个体消费者在加入网络时，由于存在大量消费者的分散决策以及信息的不完备性，很难做到把网络中其他成员的影响内化，但是对于网络的所有者，可以做到集中决策，拥有比较完备的信息，可以把这种效应很好地内化。当网络（或技术）的所有者可以内化这种网络效应的时候，网络效应就不再是外部性。这时，我们说网络效应已经被内化了，产品已经被正确定价，市场中不存在外部性问题。Michael Kats和Carl Shapiro并不接受“网络效应”的说法，但是他们还是采纳了在理论上对网络效应和网络外部性的区分，并且他们认为真正的网络外部性要比Liebowits和Margolis所说的更为普遍。不过在大多数文献中仍然把网络效应称为网络外部性。
间接网络外部性并不是现代意义上的外部性。正如J・Farrel和G・Salmer所说，“它们可能是一种市场调节效应，因为当互补产品（零件、服装、软件）变得越便宜，越容易获得，（兼容）市场的范围越大”。事实上，这些市场调节效应属于货币外部性。间接网络外部性实际上描述了这样一种情况：一个人额外消费的某种产品会增加或者降低消费同样产品的消费者付出的成本，也会增加或者降低该产品的替代品和互补品的成本。这样的效应在经济中是广泛存在的，如果网络效应是真正的外部性，我们应该对几乎所有的市场都征税或者进行补贴。间接网络外部性是不会导致市场失灵。
直接网络外部性来自于发生在市场之外消费者直接的相互作用。因为即使市场失灵，由于网络外部性在实践中不易被识别或者***府行为的成本可能比***府行为的收益还要大，所以***府干预是不合适的，直接网络外部性可以通过市场本身提供机制来内在化，从而避免市场失灵。
内在化网络外部性的一种方式是产权，科斯认为“外部性”问题产生的原因是产权不清，只要清晰界定产权，就可以解决“外部性”问题。一个有明确的发起人和所有者的网络可以内在化网络外部性带来的收益，从而有足够的激励使网络规模达到适宜水平。有的网络在本质上是可以界定产权的，比如那些真正的网络，如电话、电力网络，通过专利、版权或者商标保护法也可以界定一些虚拟网络的产权。当然，也有一些网络，比如讲英语的网络是难以界定的。liebowitz和Margolis的模型表明，只要网络的产权可以明确界定，网络容易通过产权来内化网络外部性，使之不导致市场失灵。另一种内在化机制是网络成员之间的直接交易，一般认为，由于人数太多，交易成本太高，以及免费搭车等原则，通过消费者之间的相互交易内在化网络外部性似乎是不可能的，但是直接网络外部性涉及的是那些个人间直接的相互交往，那么个人完全可以通过进行理智的交易来内化外部性。因此，通过交易来解决外部化也不能完全被排除。
因此，如果交易成本较低，那么通过消费者交易内化外部性也不是一件特别难的事。特别对于直接网络外部性，这是常常可以做到的。而间接网络外部性本质上是货币外部性，不会造成福利的损失，因而不必内在化。
外部性的测试
如前所述，消费者从网络中得到的总价值可分为两部分：自有价值和网络价值，假设在t时刻的一个网络的规模为nt，此时网络外部性大小为f(nt)，b表示自有价值，k是度量参数（我们在这里讨论正的网络外部性，即k>0），kf(nt)为在t时刻因网络外部性产生的价值，且均为正的常数，nt≥1，则消费者得到的总价值为：
Vt=b+kf(nt) （1）
网络外部性代表总需求数量增加时商品总价值的增加量，一个特例：当f(nt)=nt时，t时刻的网络外部性等于网络规模，这类外部性是“排外的”。比如早期的软件购买者不能从旧版本产生的外部性中获益，除非他们购买更新的版本。
网络外部性的存在意味着vt'＞0，现在用传真机网络验证网络外部性的表达式。我们在前面已得出这个结论：如果网络中有n台传真机，那么就有n(n-1)个潜在产品，这n(n-1)个潜在产品可以反映用户通过网络所能得到的潜在效用，那么度量网络外部性的模型可以表示为：
Vt=b+k(n2t-nt) (2)
由(2)得：vt'=2knt-k (3)
Vt"=2k (4)
可见Vt'＞0（网络里至少有一台传真机），满足正网络外部性的基本要求，同时表示在上述非线性模型中，用户因网络规模的增大得到的收益边际是递增的。