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计算机网络是信息技术领域中的核心部分，它涉及到网络的构建、数据传输、通信协议以及网络性能的衡量等多个方面。将详细解析计算机网络的关键概念和主要知识点。分组交换是一种网络通信方式，相较于电路交换，它具有显著的优点。分组交换允许在传输过程中动态分配带宽，使得通信链路的利用更为灵活。每个分组可以独立选择最优路径进行转发，提高了传输效率。此外，由于分组的独立性，无需预先建立连接即可发送，增加了网络的响应速度。为了确保可靠性，分布式多路由的分组交换网络可以提供更好的生存性，即使部分网络节点出现问题，也能通过其他路径传输数据。计算机网络的性能指标包括速率、带宽、吞吐量、时延以及各种时延的组成部分，例如发送时延、传播时延、处理时延和排队时延。时延带宽积是时延与带宽的乘积，往返时间RTT是数据从发送到接收再返回的时间，利用率则反映了网络资源的使用情况。在OSI七层模型中，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP四层协议则简化为网络接口层、网络层（IP）、传输层（TCP或UDP）和应用层。五层协议将会话层和表示层合并为应用层。实体是指任何可以发送或接收信息的硬件或软件进程，比如计算机、路由器或应用程序。协议是控制两个对等实体通信的规则集合，确保数据的正确传输。物理层是网络的第一层，负责定义与传输媒体接口相关的特性，包括机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。通信方式可以分为单向通信（单工）、双向交替通信（半双工）和双向同时通信（全双工）。编码方式如不归零制、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码，用于在传输中表示二进制数据。信道复用技术主要有三种：频分复用（FDM），将不同频率的信号在同一信道上传输；时分复用（TDM），将时间划分为多个时隙，每个用户占用一个时隙；统计时分复用（STDM），更灵活地分配时隙，根据实际需求动态调整。在数据链路层，有封装成帧、透明传输和差错检测这三个基本问题。例如，IEEE 802标准将数据链路层拆分为逻辑链路控制（LLC）和媒体接入控制（MAC）子层。CSMA/CD协议用于解决共享介质的访问冲突，适配器在发送数据前需检测信道，如果空闲则发送，否则执行退避算法以避免碰撞。网络层的主要任务是路由选择，它提供了两种服务模式：虚电路服务和数据报服务。虚电路服务强调连接建立和维护，数据报服务则侧重于每个分组独立选择路由。网络层的中间设备包括路由器，负责不同网络间的通信。在网络的其他层次，物理层使用转发器，数据链路层使用网桥，而网络层以上的层次使用网关进行协议转换。IP地址是网络中的唯一标识，分为A、B、C、D、E五类，其中D类用于多播，E类保留备用。硬件地址或物理地址通常指的是MAC地址，用于局域网内的通信，与IP地址配合完成网络通信。计算机网络是一个复杂而重要的领域，涵盖了大量的概念和技术，它们共同构成了现代网络的基础。理解这些知识点对于网络设计、管理和优化至关重要。