《计算机网络实验教程——基于Packet Tracer》- 课件 第1章 概述.pptx

第1章概述

1网络的体系结构1.1概述计算机网络是由多种计算机和各类终端通过通信线路连接起来的复杂系统。在这个系统中，计算机型号不一、终端类型各异，加之线路类型、连接方式、同步方式、通信方式不同，给网络中各节点间的通信带来许多不便。在不同计算机系统之间，真正以协同方式进行通信是十分复杂的，为了设计这样复杂的计算机网络，早在最初设计ARPANET时即提出了分层的方法。用分层来实现网络的结构化设计，每层设计相应的协议，实现对应的功能。这样的“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题总是比较易于研究和处理的。

计算机网络各层及其协议的集合，称为网络的体系结构。划分不同的层次，或层次中实现不同的功能，也就意味着不同的体系结构。

1网络的体系结构1.2协议网络协议由以下三个要素组成。

（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。

（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作和做出何种响应。

（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

对协议的描述通常有两种形式，一种是用便于阅读和理解的文字来描述，另一种是用程序代码来描述，但不管用哪种形式，都需要对协议做出精确的解释。

1网络的体系结构1.3五层协议的体系结构下面以五层体系结构为例对计算机网络各层所要实现的功能做简要解释。

1网络的体系结构物理层物理层传输数据的单位是比特，其主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上如何传输比特流。为了达到这个目的，物理层为建立、维护和拆除物理链路提供所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性。比如，用多大的电压代表“1”或“0”；当发送端发出比特“1”时，在接收端如何识别出这是比特“1”而不是比特“0”；规定连接电缆的材质、引线的数目及电缆接头的几何尺寸、锁紧装置等物理性内容。

需要注意的是，具体的连接媒介，如传输介质等，并非物理层的内容。

物理层常见设备有中继器、集线器和网线等。

1网络的体系结构数据链路层数据链路层主要解决利用物理地址通信的问题，传输数据的单位是帧，帧的格式中包括的信息有：地址信息部分、控制信息部分、数据部分和校验信息部分等。为了完成这一任务，数据链路层需要解决以下三个基本问题。

1网络的体系结构封装成帧发送方的数据链路层需要将上层传递下来的协议数据单元封装成帧，再将其传递给下面的物理层，而物理层则将其作为比特流传输出去。接收方的物理层收到比特流后，将其交给上面的数据链路层，而数据链路层会按照与发送方对等的协议将其划分为一个个的帧，再将数据部分交给上面的协议。

1网络的体系结构透明传输透明传输用来解决帧里面的数据部分因含有与帧定界符相同的内容而被误认为是帧定界符的问题，因为这会导致一个帧被非正常地结束，产生无效帧。链路层协议会采用一些方法破坏掉其中与帧定界符相同的内容，这就是透明传输的含义，透明在这里的意思就是看不见。

1网络的体系结构差错检测在物理层传输比特时，由于信号质量的问题，可能会导致比特在接收方出现误码现象。因此，数据链路层设计了差错检测的功能，以防止出现差错的帧继续在网络中占用资源，检测出差错的帧将被接收方丢弃。

数据链路层常见设备有网卡、网桥和交换机等。

1网络的体系结构网络层网络层传送的数据单位是IP数据报，也称为IP分组或分组、包。

网络层最主要的功能就是路由选择功能。在计算机网络中进行通信的两台计算机之间可能要经过许多节点和链路，还可能要经过好几个路由器所连接的通信子网。网络层的任务就是选择路由，使发送站的运输层所传下来的报文能够按照目的IP地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。

网络层常见设备有路由器、防火墙、多层交换机等。

1网络的体系结构运输层网络层找到对方的IP接口，运输层则要进一步找到对方的应用进程。运输层通信的两端是指操作系统中的应用进程，因为真正的通信是操作系统中应用进程之间的通信。

运输层提供了两个主要的协议，即TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议），TCP用来提供面向连接的、可靠的服务，数据传输单位是报文段；而UDP提供无连接的、尽最大努力的传输服务，其传输单位为用户数据报。两种协议为上面的应用层提供了不同的传输服务。

1网络的体系结构应用层应用层是网络体系结构的最高层，是直接为应用进程提供服务的。常见应用层协议有虚拟终端协议（TELNET）、文件传输协议（FTP）、简单邮件传送协议（SMTP）、超文本传输协议（HTTP）和域名系统（DNS）等。许多应用程序调用了应用层协议的服务。当然，应用层为完成功能，也会向下面的运输层请求服务。

2常用网络命令简介1.2.1ping命令该命令用来测试站点之间是否可达。Windows系统用户可单击“开始”→“运行”选项，并键入cmd，打开命令行程序。在命令提示符后，按如下格式输入：