1. 说明交换机，集线器和路由器各自的主要功能，以及分别工作在网络体系结构的哪一层？ 2. 为什么TCP/IP协议建立连接时需要采用三次握手（可以用图辅助表示）？ 3. 简述为什么要对计算机网络分层？TCP/IP体系结构分为哪几层？ 4. IP数据报为什么要分片？怎么分片？ 5. 简述电子邮件的工作原理？

1. 交换机是一种网络设备，主要用于连接多个网络设备，并在这些设备之间转发数据包。交换机工作在网络体系结构的第二层，即数据链路层。集线器也是一种网络设备，主要作用是将多个网络设备连接在一起，让它们能够共享网络带宽和资源。集线器也工作在网络体系结构的第二层。而路由器则是一种网络设备，主要用于将数据包从一个网络转发到另一个网络，它能够识别不同的网络地址，并根据这些地址进行转发。路由器工作在网络体系结构的第三层，即网络层。

2. 在TCP/IP协议中，建立连接需要采用三次握手，主要是为了保证数据传输的可靠性。第一次握手，客户端向服务器发送一个请求，告诉服务器客户端想要建立连接。第二次握手，服务器收到客户端的请求后，向客户端回复确认信息，告诉客户端服务器同意建立连接。第三次握手，客户端收到确认信息后，再次向服务器发送确认信息，告诉服务器客户端已经准备好开始传输数据了。这样，当数据传输时，双方都确认对方已经准备好接收数据，从而保证数据传输的可靠性。

3. 计算机网络分层是为了实现网络协议的模块化和可扩展性。通过将网络功能划分为不同的层次，可以让不同的层次之间相互独立，从而更容易实现功能的修改和扩展。TCP/IP体系结构分为五层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。物理层主要负责传输比特流，数据链路层负责传输帧，网络层负责传输数据包，传输层负责传输报文段，应用层则是最高层，负责应用程序之间的通信。

4. IP数据报需要分片是因为，在传输过程中，由于各种原因（如网络带宽不足或数据包大小超过MTU等），数据包可能会被切割成多个片段进行传输。分片的过程主要包括两个步骤，首先是将原始数据包分割成一定大小的片段，每个片段都包含一个IP头部，然后每个片段都单独进行传输，接收端再将这些片段重新组装成原始的数据包。

5. 电子邮件的工作原理主要分为三个步骤：发送、传输和接收。发送方通过邮件客户端编写邮件内容，然后发送给邮件服务器。邮件服务器把邮件传输给接收方所在的邮件服务器，最终接收方可以通过邮件客户端收到邮件。在传输过程中，邮件需要经过多个邮件服务器，每个邮件服务器都会根据邮件地址将邮件传输给下一个邮件服务器，直到邮件到达最终的接收方所在的邮件服务器。邮件客户端和邮件服务器之间使用的协议主要有SMTP、POP3和IMAP。SMTP协议用于发送邮件，POP3和IMAP协议用于接收邮件。