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【计算机网络概述】 计算机网络是将分布在不同地理位置的多台计算机通过通信设备和线路相互连接，使得它们能够相互通信和共享资源。网络分为边缘部分（Network Edge）和核心部分（Network Core）。边缘部分主要涉及家庭网络、企业网络以及移动网络的接入方式，而核心部分则是实现数据传输的关键，包括分组交换和电路交换技术。 分组交换在互联网结构中占据重要位置，它允许数据在网络中被分割成多个小的数据包，每个数据包独立地在网络中传输，最终在目的地重组。电路交换则类似于电话系统，先建立连接，然后在整个通信过程中保持这条连接。 网络延迟、丢包和吞吐量是衡量网络性能的重要指标。延迟包括传播延迟、处理延迟、排队延迟和传输延迟；丢包可能由于网络拥塞或错误发生；吞吐量是指在单位时间内网络能传输的数据量。 协议层次是网络设计的基础，分层的体系结构有助于简化问题，封装则是各层之间交互数据的方式。网络安全性是另一个关键领域，涵盖加密、认证、完整性保护等技术。 【应用层】 应用层是用户与网络直接交互的层次，提供了诸如HTTP、SMTP、DNS等协议。HTTP是Web的基础，支持非持续和持续连接，HTTP报文格式包括请求和响应，Cookie用于维持会话状态，Web缓存可以加速内容访问，条件GET可减少不必要的数据传输。SMTP处理电子邮件的发送，邮件访问协议如POP3和IMAP4用于邮件接收。DNS作为互联网的目录服务，负责域名到IP地址的转换。 【运输层】 运输层位于网络层之上，负责端到端的数据传输。其服务包括无连接和面向连接两种。无连接服务如UDP，提供简单快速的传输，但不保证可靠性。UDP具有检验和功能，确保数据传输的一致性。面向连接的运输服务如TCP，提供了可靠的传输机制，包括连接管理、序列号和确认号、流量控制和拥塞控制。 可靠数据传输是运输层的核心任务，通过各种策略如流水线传输、回退N步和选择重传来实现。TCP连接由三次握手建立，TCP报文段包含序号和确认号以确保数据正确性。TCP通过估计往返时间和设置超时来检测和处理丢包，同时采用慢启动、拥塞避免和快速恢复策略防止网络拥塞。 【网络层：数据平面】 网络层主要负责路由选择和数据转发，区分数据平面和控制平面。网络服务模型定义了网络如何为上层提供服务。路由器工作涉及IP地址解析、数据包转发和路由选择算法，如距离矢量和链路状态路由协议。 计算机网络是一个复杂而精妙的系统，涵盖了从用户交互到数据传输的各个层面，每个层次都有其特定的任务和协议，共同构建了我们日常使用的互联网世界。