5网络层

五层协议体系结构每层的功能
具有五层协议的网络体系结构，从高层到底层分别是应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。

各层的主要功能如下：（1）应用层：功能是确定进程之间的通信性质以满足用户的需要，即解决要做什么的问题。

（2）运输层：功能是使源端和目的端的主机上的对等实体可以进行会话，即解决对方在何处的问题。

运输层只能存在于分组交换网外面的主机之中，运输层以上的各层就不再关心信息传输的问题了。

（3）网络层：功能是使主机可以把分组发往任何网络并使分组独立地传向目标（可能经由不同的网络），即解决走哪条路径的问题。

在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。

（4）数据链路层：功能是使物理层对网络层呈现为一条无错线路，即解决下一步怎么走的问题。

发送数据时，数据链路层的任务是将由网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。

每一帧包括数据和必要的控制信息。

如发现有差错，数据链路层就丢弃这个出了差错的帧，然后采取下面两种方法之一：或者不作任何其他的处理；或者由数据链路层通知对方重传这一帧，直到正确无误地收到此帧为止。

（5）物理层：功能是透明地传送比特流。

物理层上传送的数据单位是比特。

物理层要考虑用多大的电压代表“1”或
“0”，以及当发送端发出比特“1”时，在接收端如何识别出这是比特“1”而不是比特“0”；一个比特维持多少微秒；传输是否在两个方向上同时进行；最初的连接如何建立和完成通信后连接如何终止。

物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根腿以及各个腿应如何连接。

OSI参考模型与TCPIP五层⽹络架构详解OSI七层模型OSI的来源OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。

⼀般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的⽹络互连模型。

ISO为了更好的使⽹络应⽤更为普及，推出了OSI参考模型。

其含义就是推荐所有公司使⽤这个规范来控制⽹络。

这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。

OSI七层模型的划分OSI定义了⽹络互连的七层框架（物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层），即ISO开放互连系统参考模型。

见下表OSI参考模型各层的解释应⽤层为应⽤程序提供服务表⽰层数据格式转换，数据加密会话层建⽴，管理和维护会话传输层建⽴，管理和维护端到端的链接⽹络层IP选址及路由选择数据链路层提供介质访问和链路管理物理层以⼆进制数据的形式在物理媒体上传输数据每⼀层实现各⾃的功能和协议，并完成相邻层的接⼝通信。

OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。

某⼀层的服务就是该层及其下各层的⼀种能⼒，它通过接⼝提供给更⾼⼀层。

各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的⽆关。

各层功能定义详解应⽤层OSI参考模型中最靠近⽤户的⼀层，是为计算机⽤户提供应⽤接⼝，也为⽤户直接提供各种⽹络服务。

我们常见应⽤层的⽹络服务协议有：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。

表⽰层表⽰层提供各种⽤于应⽤层数据的编码和转换功能,确保⼀个系统的应⽤层发送的数据能被另⼀个系统的应⽤层识别。

如果必要，该层可提供⼀种标准表⽰形式，⽤于将计算机内部的多种数据格式转换成通信中采⽤的标准表⽰形式。

数据压缩和加密也是表⽰层可提供的转换功能之⼀。

会话层会话层就是负责建⽴、管理和终⽌表⽰层实体之间的通信会话。

该层的通信由不同设备中的应⽤程序之间的服务请求和响应组成。

传输层传输层建⽴了主机端到端的链接，传输层的作⽤是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务，包括处理差错控制和流量控制等问题。

第五章网络层——IP数据报本节内容☐概述☐网络层的服务模型☐交换技术☐因特网网络层的服务模型☐IP数据报的格式☐IP数据报的服务类型☐IP数据报的生存期☐IP数据报的分段和重组☐IP数据报的选项概述❑网络层负责把所有物理网络“连接”起来。

❑网络层的主要功能为路由选择(routing)。

广东省广州市新港西路135号中山大学园西区 9641栋2001房510275黄玮收浙江杭州网商路521号R3R1 R2S D物理网络网络层的服务模型网络结构ATMATMATMATM 因特网服务模型恒定位速率可变位速率可用位速率未指定位速率尽力服务带宽固定速率确保速率最小保证无无不丢包是是否否否有序是是是是否及时是是否否否拥塞反馈无拥塞无拥塞是否否Connectionless Service: IPConnection-oriented Service: X.25, ATM(Asynchronous Transfer Mode)确保？交换技术电路交换(Circuit-Switching)包交换(Packet Switching) 数据报(Datagram)虚电路(VirtualCircuit)永久虚电路(Permanent VirtualCircuit)交换式虚电路(Switched VirtualCircuit)因特网交换技术无连接无确认面向连接因特网网络层的服务模型❑IP (Internet Protocol)协议是因特网的网络层协议❑IP协议是可路由的(routable) -- 全局编址，按层分配❑IP协议提供尽力服务(best effort)，即无连接无确认的数据报服务。

❑IP协议可以运行在任何网络上。

/rfcs/rfc791.htmlIP 数据报格式版本(4b) 头部长度(4b)服务类型(8b)总长度(16b)标识(16b)片段偏移量(13b) D F M F生存期(8b)协议(8b)头部校验(16b)源IP 地址(32b) 目的IP 地址 (32b)选项（变长） 填充位（变长）数据31头部16 24IP数据报的字段说明字段位数说明版本 4 共两个版本：4 for IPv4, 6 for IPv6头部长度 4 头部的长度，以字(32-bit)为单位。

五层原理体系结构第一层：物理层（Physical Layer）物理层是网络的最底层，它主要负责数据的传输和接收。

在物理层中，传输的数据是以比特（bit）为单位传输的，比特是最小的数字量，它代表了0或1两种状态。

物理层的主要任务是将比特转化为数据信号，并通过物理媒介传到下一层，例如使用光纤、铜缆等。

物理层的标准化使不同厂商的网络设备可以相互通信。

第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层是负责将已经传输的物理层数据，转化成适合传输的数据帧，并将其传输到下一层。

该层还能够纠错，保证数据的完整性和可靠性。

数据链路层还规定了一个严格的协议，以控制网络访问、数据包的发送顺序和错误纠正。

第三层：网络层（Network Layer）网络层是实现目标地址到源地址的路由、选路等功能的层次。

该层利用路由协议学习路由表信息，传输控制数据包的流向，同时进行差错控制和流量控制。

路由器就是运行在网络层的设备，它可以通过将数据包从一条链路传递到另一条链路，实现站点之间的连通。

传输层主要负责数据的传输控制，包括数据的分段、发包、重传等。

当数据在传输过程中出现错误，传输层会进行差错控制和恢复，保证数据完整性和可靠性。

传输层协议常见的有TCP、UDP等。

应用层是最高层，也是最接近用户的层次。

该层负责网络应用程序的编程接口，例如Web浏览器、电子邮件客户端等。

应用层通过应用程序协议，与另一台计算机上运行的应用程序进行通信。

常见的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP等，它们规定了如何处理和传输数据。

总结五层原理体系结构是将计算机网络分成五个互相衔接的层次结构，每个层次完成特定的功能，实现了设备和网络之间的互操作性、互联性和可扩展性。

每一层都有对应的协议来进行规范化，因此任何厂商的设备都可以遵循同样的标准进行通信。

该体系结构是目前计算机网络中最常用的标准架构，有助于不同厂商之间的互操作性和兼容性。

除了上述五层原理体系结构之外，还存在其他体系结构，比如七层体系结构。

南昌航空大学实验报告年月日课程名称：计算机网络与通信实验名称：网络层协议分析班级：学生姓名：邓佳威学号： 2212893107 指导教师评定：签名：一、实验目的分析ARP协议报文首部格式及其解析过程；分析ICMP报文格式和协议内容并了解其应用；分析IP报文格式、IP地址的分类和IP层的路由功能；分析TCP/IP协议中网络层的分片过程。

二、实验内容（一）ARP协议分析1.实验原理（1）ARP协议ARP（address resolution protocol）是地址解析协议的简称，在实际通信中，物理网络使用硬件地址进行报文传输，IP地址不能被物理网络所识别。

所以必须建立两种地址的映射关系，这一过程称为地址解析。

用于将IP地址解析成硬件地址的协议就被称为地址解析协议（ARP协议）。

ARP是动态协议，就是说这个过程是自动完成的。

在每台使用ARP的主机中，都保留了一个专用的内存区（称为缓存），存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系。

一旦收到ARP应答，主机就将获得的IP地址和硬件地址的对应关系存到缓存中。

当发送报文时，首先去缓存中查找相应的项，如果找到相应项后，遍将报文直接发送出去；如果找不到，在利用ARP进行解析。

ARP缓存信息在一定时间内有效，过期不更新就会被删除。

（2）同一网段的ARP解析过程处在同一网段或不同网段的主机进行通信时，利用ARP协议进行地址解析的过程不同。

在同一网段内通信时，如果在ARP缓存中查找不到对方主机的硬件地址，则源主机直接发送ARP 请求报文，目的主机对此请求报文作出应答即可。

（3）不同网段的ARP解析过程位于不同网段的主机进行通信时，源主机只需将报文发送给它的默认网关，即只需查找或解析自己的默认网关地址即可。

（二）ICMP协议分析1.实验原理（1）ICMP协议ICMP（internet control message protocol）是因特网控制报文协议[RFC792]的缩写，是因特网的标准协议。

五层原理体系结构
五层原理体系结构（Five-layer Model）是一种计算机网络体系结构模型，也被称为TCP/IP五层模型。

它由五个层次组成，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

1. 物理层：该层是网络的最底层，负责将数据从一个节点传输到另一个节点。

它定义了数据传输的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波等，以及传输的基本单位比特（bit）。

2. 数据链路层：该层主要是将物理层传输的比特组成数据帧，通过物理链接将数据帧传输到目标节点。

该层还负责处理数据传输的错误控制和流量控制，保障数据的可靠传输。

3. 网络层：该层负责处理数据的路由和转发，以及处理不同网络之间的连接和通信。

该层的核心是IP协议，用于定义数据在网络中的传输规则和寻址方式。

4. 传输层：该层提供端到端的可靠数据传输和控制，包括错误控制、流量控制、连接控制和可靠数据传输。

该层的核心是TCP协议和UDP协议，TCP协议提供可靠的数据传输，UDP 协议则提供无连接的、不可靠的数据传输。

5. 应用层：该层是用户接口层，为用户提供网络服务和应用程序。

该层负责处理诸如电子邮件、文件传输、远程登录、Web 浏览器等应用程序的协议和接口。

五层原理体系结构是网络通信中最常用的体系结构，它提供了
一个标准化的网络通信模型，不同的网络设备和应用程序都可以在该模型中进行通信。

同时它也是TCP/IP协议族的基础，TCP/IP协议族中的各种协议都是基于该模型的不同层级进行设计的。

一、概述OSI（Open System Interconnection）开放系统互连的七层协议体系结构：概念清楚，理论比较完整，但既复杂又不用。

TCP／IP四层体系结构：简单，易于使用。

五层原理体系结构：综合OSI 和TCP／IP 的优点，为了学术学习。

二、详述网络协议设计者不应当设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而应把通信问题划分成多个小问题，然后为每一个小问题设计一个单独的协议。

这样做使得每个协议的设计、分析、时限和测试比较容易。

协议划分的一个主要原则是确保目标系统有效且效率高。

为了提高效率，每个协议只应该注意没有被其他协议处理过的那部分通信问题；为了主协议的实现更加有效，协议之间应该能够共享特定的数据结构；同时这些协议的组合应该能处理所有可能的硬件错误以及其它异常情况。

为了保证这些协议工作的协同性，应当将协议设计和开发成完整的、协作的协议系列（即协议族），而不是孤立地开发每个协议。

在网络历史的早期，国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）共同出版了开放系统互联的七层参考模型。

一台计算机操作系统中的网络过程包括从应用请求（在协议栈的顶部）到网络介质（底部），OSI参考模型把功能分成七个分立的层次。

图1表示了OSI分层模型。

图1OSI七层参考模型OSI模型的七层分别进行以下的操作：第一层物理层第一层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输。

它由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。

如最常用的RS-232规范、10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。

所有比物理层高的层都通过事先定义好的接口而与它通话。

如以太网的附属单元接口（AUI），一个DB-15连接器可被用来连接层一和层二。

第二层数据链路层数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。

不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。

网络五层协议也就是常说的TCP/IP五层协议，分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层。

快速记忆口诀：电脑需要物理链路加网络传输最后才可以（打游戏）应用。

物理链路为物理层与数据链路层，网络传输为网络层与传输层，最后应用为应用层。

以下简单阐述五层协议：
物理层：网络需要传输前提需要物质，比如电缆、光缆、双绞线等等设备。

数据链路层：在物理层的基础上确立0与1的分组方式，主要是将数据合成数据块，封装成帧，并进行MAC寻址。

网络层：在数据链路层的基础上，满足更多网络的需求。

其中最重要的协议就是IP协议。

传输层：主要是建立起端口与端口的联系，其中最主要的是TCP协议与UDP协议
应用层：对传输过来的数据进行解读，翻译成电脑能显示的画面，文字，声音等等。

第5章⽹络层教案（计算机⽹络）第5章⽹络层教学⽬标：1、掌握⽹络层功能2、理解IP地址分类3、理解划分⼦⽹的⽅法4、了解路由器的功能5、掌握路由和路由协议的概念6、理解⽹络层协议和功能教学重点：1、IP地址分类2、划分⼦⽹3、路由和路由协议的概念教学难点：⼦⽹的划分教学课时：2课时教学⽅法：讲授法、讲解法、演⽰法、讨论法、练习法教学过程及内容：第5章⽹络层5.2 ⽹络层功能⼀、⽹络层功能：完成数据包寻址和路由的功能⼆、⽹络层地址：1、⽹络层协议定义了识别⽹络中主机的地址2、地址包括⽹络部分和主机部分三、⽹络层协议：在TCP/IP 协议栈中，运⾏在⽹络层的协议主要有：IP （Internet Protocol ）协议：负责⽹络层寻址、路由选择、分段及包重组。

? 地址解析协议（ARP ，Address Resolution Protocol)：负责把⽹络层地址解析成物理地址，⽐如MAC 地址。

逆向地址解析协议（RARP ，Reverse ARP ）：负责把硬件地址解析成⽹络层地址。

? Internet 控制信息协议(ICMP，Internet Control Message Protocol)：负责提供诊断功能，报告由于IP 数据包投递失败⽽导致的错误。

Internet 组管理协议(IGMP ，Internet Group Management Protocol)：负责管理IP 组播组。

5.3 IP 地址⼀、IP 地址的概念： 1、 IP 地址的结构：IP 地址是32位的⼆进制数。

每个IP 地址被分为两部分，⽹络ID 和主机ID⾛哪⼀条？主机ID⽹络ID2、 IP 地址的表⽰⽅法：在计算机内部，IP 地址是⽤⼆进制数表达的，共32bit 。

例如：11000000 10101000 00000101 01111011；然⽽，使⽤⼆进制表⽰，很不⽅便我们记忆，通常把32位的IP 地址分成四段，每个8个⼆进制为⼀段，每段⼆进制分别转换为我们习惯的⼗进制数。

网络5层协议网络5层协议是指计算机网络体系结构中的一种分层模型，它将网络通信划分为5个不同的层次，每个层次都有特定的功能和责任。

这种分层模型有助于提高网络的可靠性、灵活性和可管理性，同时也方便了不同厂商之间的互操作性。

网络5层协议包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

首先，物理层是网络5层协议中的最底层，它负责传输原始比特流，主要涉及物理介质、电气特性和机械特性等。

物理层的主要功能是将数据从一个设备传输到另一个设备，而不考虑数据的含义和结构。

其次，数据链路层负责将原始比特流转化为数据帧，并进行错误检测和纠正。

数据链路层还负责进行数据的流控制和访问控制，以保证数据的可靠传输。

接下来是网络层，网络层主要负责数据的路由和转发，它通过IP地址来标识网络中的设备，并决定数据的最佳传输路径。

网络层还负责进行分组的拆装和重组，以实现数据的分组传输。

然后是传输层，传输层主要负责端到端的通信，它通过端口号来标识不同的应用程序，并提供可靠的数据传输服务。

传输层还负责数据的分段和重组，以适应不同网络环境下的数据传输需求。

最后是应用层，应用层是网络5层协议中的最高层，它负责为用户提供各种网络应用服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等。

应用层的数据单元被称为报文，它包含了用户数据和应用层协议的控制信息。

总的来说，网络5层协议将网络通信分为了5个不同的层次，每个层次都有特定的功能和责任。

这种分层模型有助于提高网络的可靠性、灵活性和可管理性，同时也方便了不同厂商之间的互操作性。

网络5层协议的理解对于网络工程师和网络管理员来说非常重要，它可以帮助他们更好地设计、部署和维护网络系统，确保网络的稳定运行和高效传输。

TCPIP⽹络五层结构理解以及数据传输流程的理解图⽰>>>对于五层⽹络结构理解1 第五层——应⽤层(application layer)应⽤层(application layer)：是体系结构中的最⾼。

直接为⽤户的应⽤进程（例如电⼦邮件、⽂件传输和终端仿真）提供服务。

在因特⽹中的应⽤层协议很多，如⽀持万维⽹应⽤的HTTP协议，⽀持电⼦邮件的SMTP协议，⽀持⽂件传送的FTP协议，DNS，POP3，SNMP，Telnet等等。

2. 第四层——运输层(transport layer)运输层(transport layer)：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。

由于⼀个主机可同时运⾏多个进程，因此运输层有复⽤和分⽤的功能复⽤，就是多个应⽤层进程可同时使⽤下⾯运输层的服务。

分⽤，就是把收到的信息分别交付给上⾯应⽤层中相应的进程。

运输层主要使⽤以下两种协议：(1) 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)：⾯向连接的，数据传输的单位是报⽂段，能够提供可靠的交付。

(2) ⽤户数据包协议UDP(User Datagram Protocol)：⽆连接的，数据传输的单位是⽤户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供“尽最⼤努⼒交付”。

3. 第三层——⽹络层(network layer)⽹络层(network layer)主要包括以下两个任务：(1) 负责为分组交换⽹上的不同主机提供通信服务。

在发送数据时，⽹络层把运输层产⽣的报⽂段或⽤户数据报封装成分组或包进⾏传送。

在TCP/IP体系中，由于⽹络层使⽤IP协议，因此分组也叫做IP数据报，或简称为数据报。

(2) 选中合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过⽹络中的路由器找到⽬的主机。

协议：IP,ICMP,IGMP,ARP,RARP4. 第⼆层——数据链路层(data link layer)数据链路层(data link layer)：常简称为链路层，我们知道，两个主机之间的数据传输，总是在⼀段⼀段的链路上传送的，也就是说，在两个相邻结点之间传送数据是直接传送的(点对点)，这时就需要使⽤专门的链路层的协议。

五层⽹络模型整理仅供参考五层模型（⾃上⽽下，底层->顶层）1. 实体层（物理层）实体层的作⽤就是把电脑连接起来，可⽤光缆、电缆、双绞线、⽆线电波等⽅式就是传送0和1的信号2. 链接层也称链路层，作⽤是解读0和1以太⽹协议早期，每家公司都有⾃⼰的电信号分组⽅式，但是后来，⼀种叫做“以太⽹（Ethernet）”的协议逐渐占据了主导地位。

“以太⽹”协议规定：⼀组电信号构成⼀个数据包，称之为“帧”（Frame）。

⼀帧也就是个数据包分为两个部分：⾸部（Head）和数据（Data）。

⾸部：包含该帧的⼀些说明（如：发送者信息、接受者信息、其他信息……），长度固定为18字节数据：该帧的具体内容，长度最短46字节，最长1500字节。

因此，⼀帧最短为64字节，最长1518字节MAC地址上⽂中，以太⽹数据包的“⾸部”，包含发送者和接受者的信息，那么发送者和接受者是如何标识的呢？以太⽹协议规定：连⼊⽹络的设备，都必须有“⽹卡”接⼝，数据包必须从⼀块⽹卡传送到另⼀块⽹卡，⽹卡的地址，就是数据包的发送地址和接受地址。

这就是MAC地址。

每张⽹卡出⼚时，都有⼀个全世界独⼀⽆⼆的MAC地址（长度：48个⼆进制位，通常⽤12个⼗六进制表⽰），有了独⼀⽆⼆的MAC地址，就能定位⽹卡和数据包的路径了。

⼴播即使有了MAC地址，但是系统也不能准确的把帧（以太⽹数据包）直接发送到接收⽅，所以以太⽹协议⽤了⼀种“⼴播”⽅式：当要发送数据包时，向本⽹络内的所有计算机发送数据包，再由计算机⾃⼰判断⾃⼰是否是接收⽅（获取以太⽹数据包“⾸部”，找到接收⽅的MAC地址，与本⾝⽐较），是就收，不是就丢掉。

3. ⽹络层⽹络层的由来上⽂中的“以太⽹”协议，采⽤了“⼴播”⽅式发送数据包是可⾏的。

但是这样做的缺点很明显：⽹络内的所有计算机，⼈⼿⼀包，不仅效率低，⽽且局限在发送者所在的⼦⽹络。

不同⼦⽹络的计算机是不能“⼴播”的。

（互联⽹中的⽹络称为“⼦⽹络”，⽆数个“⼦⽹络”共同组成⼀个巨型⽹络）那么我们如何发送数据包到⾝处不同⼦⽹络的计算机？“路由”可以实现（向不同⼦⽹络发送数据包），本⽂不涉及。

计算机网络五层模型计算机网络五层模型是计算机网络的基础，也是网络应用的核心。

它将计算机网络的连接、传输、通信等功能划分为五层，有助于更好地管理和维护网络，促进网络的发展。

本文将讨论计算机网络五层模型的历史发展和每层的概念以及它们如何与网络应用相关联。

计算机网络五层模型的概念源于国际标准化组织（ISO）的开发，归功于它的OSI参考模型，该模型将计算机网络的连接、传输、通信等功能划分为七层，以配合它的参考模型。

1995年，Internet工程任务组（IETF）以五层模型取代OSI模型，被称为TCP / IP（传输控制协议/Internet协议）。

自那以后，计算机网络五层模型就成为计算机网络的基础，用于管理和维护网络，以及支持网络应用。

计算机网络五层模型包括应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

应用层提供应用服务，比如电子邮件、文件传输、网络管理和网站管理等；传输层通过可靠的数据流传输来传输数据，比如TCP协议和UDP协议；网络层主要用于路由技术，比如IP协议；数据链路层用于在发送端和接收端之间建立通信链路，比如以太网；最后，物理层协调物理装置的连接，比如网线。

这些层次的服务和协议可以帮助用户完成网络活动，比如在Web浏览器中浏览网页、发送电子邮件等。

RFC792和RFC793也定义了第五层的Internet控制协议（ICMP），该协议主要用于网络测试、故障检测以及报告网络异常。

ICMP协议通过在IP datagram中嵌入消息以测试网络状态，比如ping命令用于测试两台计算机之间的网络状态。

计算机网络五层模型是网络应用的核心。

它将计算机网络的功能划分为五层，并在每层定义了它自身的常用协议和服务，从而使网络更加稳定和可靠。

最重要的是，它能够有效地集中管理网络，提高网络的传输效率，让网络应用更有效，更方便。

计算机网络五层模型的发展有助于网络技术的发展，特别是它为网络应用的发展带来的重要作用，而且还可以根据未来的需求对它进行改进，从而实现更加高效、更加安全的网络应用。

计算机网络五层模型计算机网络五层模型是计算机网络系统的基本结构模型，它由五层互相联系的子系统组成，分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

各层模型之间相互配合完成计算机网络中所有任务，以实现信息交换、分组传输等功能。

一、物理层：物理层是计算机网络的最底层，它控制有线或无线传输介质的实际传输及信号的传输过程。

物理层的主要功能是建立、维护、终止物理连接，并负责传输数据比特流的传输。

物理层的核心技术主要有基于网络的电缆（电缆、光缆）、传输媒体（主机、被叫机）和传输接口（BNC、RJ45等）等，它们分别负责连接物理设备，编码和解码信号，产生有效信号，以及解释信号，以实现物理连接。

二、数据链路层：数据链路层的主要作用是实现网络互连，它的功能包括物理地址的识别、硬件地址的绑定、数据的表示和识别等。

在数据链路层，运用了桥接技术、路由器技术以及接口协议，主要完成网络划分和数据通信，使各节点之间可以进行数据通信。

三、网络层：网络层是计算机网络系统中的核心层，最重要的功能是路由决策，即在所有网络中传输数据时决定数据应经过哪些节点，它是负责将信息从一个网络传送到另一个网络的层次。

它的重要性在于它决定信息的传送过程，它包括拥塞控制、路由选择、数据包的转发、流量控制等功能，当节点之间的网络发生故障时，也能够自动恢复网络。

四、传输层：传输层的主要功能是将网络层所发送的数据传输到目的计算机，在传输层，运用了流控制技术和拥塞控制技术，以及端到端的协议，主要完成传输数据单元的建立、确认和重传以及保证数据传输的可靠性等功能。

五、应用层：应用层是计算机网络上最上层，它是为网络上各种应用程序提供了接口，它基于网络传输的数据格式，定义了协议，为应用程序之间的信息交换提供了统一的界面。

应用层的核心技术是网络应用程序，主要实现网络应用程序之间的信息交换，比如文件传输、电子邮件、远程登录等。

总之，计算机网络五层模型是计算机网络系统的基本结构模型，它划分了计算机网络的5层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，它们之间的紧密合作保证了计算机网络的正常运行，它们的功能众多，工作的内容也十分复杂，因此，对计算机网络模型的熟悉和掌握，不仅对解决计算机网络设计和管理问题有重要意义，而且对计算机网络技术的深入研究也有重要意义。

习题5。

1 用一句话概述网际层提供什么样的网络服务。

答:为实现端到端的传递,网络层主要提供在物理链路之间临时建立联系的线路交换服务和选择数据报传输的最佳路径的路由选择服务。

5.2 IPv4的地址包括哪几个字段？分为几类？用户使用哪几类?画图表示它们的结构。

它们各适用于什么规模的网络?IP地址使用什么记法表示？你们单位的IP地址网络号字段是什么？是几类的？答：（1）IPv4的地址是32位长，由4个分段的十进制组成。

由网络号（网络ID）和主机号（主机ID）两部分构成。

IPv4定义的IP地址是32比特长度的二级地址，包括3个字段：类别字段，网络号字段,主机号字段。

(2)IP地址分为A,B，C，D，E五类，其中D为多播地址，E类保留今后使用。

(3)用户使用的是A，B，C三类，称为基本类.(4)（5）一般A类地址分配给大规模的网络，C类地址分配给254台主机以下的小规模网络，B 类地址介于两者之间.（6）IP地址使用点分十进制记法。

计算机网络（第2版） 1 （7）校园网网络号字段是10,属于A类5。

3 说出特殊形式的IP地址及其意义。

答：（1）0.0.0。

0严格说来，0.0。

0。

0已经不是一个真正意义上的IP地址了。

它表示的是这样一个集合：所有不清楚的主机和目的网络.这里的“不清楚”是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达.对本机来说，它就是一个“收容所”，所有不认识的“三无”人员,一律送进去。

如果你在网络设置中设置了缺省网关，那么Windows系统会自动产生一个目的地址为0.0。

0。

0的缺省路由.（2）255。

255.255。

255限制广播地址.对本机来说,这个地址指本网段内(同一广播域）的所有主机。

如果翻译成人类的语言，应该是这样：“这个房间里的所有人都注意了！”这个地址不能被路由器转发。

(3)127.0.0。

1本机地址,主要用于测试。

用汉语表示，就是“我自己”。

在Windows系统中,这个地址有一个别名“Localhost”.寻址这样一个地址，是不能把它发到网络接口的。

计算机网络五层体系结构计算机网络是现代信息技术的基础，它可以让计算机互相连接，进行通信和数据交换。

为了能够更好地组织和管理计算机网络中各个部分的功能和协议，计算机网络被分为五层体系结构，被称为OSI（Open System Interconnection，开放系统互联）参考模型。

OSI参考模型由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代初制定，它将计算机网络分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次进行描述和划分。

每一层都具有各自的功能和任务，它们协同工作，以保证网络的正常运行和数据的可靠传输。

1. 物理层（Physical Layer）：物理层是计算机网络的底层，主要负责将网络中的数据转换为比特流，通过物理媒体进行传输。

在这一层次中，数据的传输是以二进制形式进行的，物理层主要负责发送和接收数据，以及控制电流、电压、时钟等物理参数。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层建立在物理层之上，主要负责将网络中的比特流转换为有意义的数据帧，并进行传输错误的检测和纠正。

数据链路层通过帧同步、流量控制和差错检测等技术，保证数据的可靠传输，同时还负责对物理层的传输进行抽象和协调。

3. 网络层（Network Layer）：网络层是计算机网络的关键，它负责将数据包从源主机传输到目标主机，并选择合适的路径进行传输。

网络层通过路由算法、寻址和分组转发等技术，实现了跨网络的数据传输，为上层提供了无差别的网络服务。

4. 传输层（Transport Layer）：传输层位于网络层和应用层之间，主要负责为两个网络节点之间的通信建立端到端的连接。

传输层通过端口号和协议，实现了数据的可靠传输和分段重组，为上层应用提供了端到端的通信服务。

5. 应用层（Application Layer）：应用层是计算机网络的顶层，它为用户提供了各种网络应用和服务。

应用层通过各种应用协议（如HTTP、FTP、SMTP等），支持不同类型的网络应用，例如网页浏览、文件传输、电子邮件等。

网络安全五层体系网络安全是指在通信网络环境中预防和保护信息系统的完整性、可用性和保密性的一系列技术、措施和方法。

为了确保网络的安全性，人们提出了网络安全五层体系，并逐渐形成和完善了这个体系。

本文将对网络安全五层体系进行介绍和解析。

第一层：物理层物理层是网络安全五层体系中的基础层，它负责传输数据的物理介质，如电缆、光纤等。

在物理层上，主要的网络安全措施是保护网络设备和传输介质的安全。

比如，保护服务器房的门锁、安装视频监控等。

第二层：数据链路层数据链路层主要负责将物理层传输的数据组织成帧，并通过物理介质进行传输。

在数据链路层，主要的网络安全措施是实施访问控制和数据加密。

访问控制可以限制对网络资源的访问权限，确保只有授权用户可以访问。

数据加密可以保护数据的机密性，防止非法用户窃取敏感信息。

第三层：网络层网络层主要负责数据的传输和路由选择。

在网络层，网络安全的关键是防止数据包被篡改、伪造或截取。

防火墙、入侵检测系统和虚拟专用网络（VPN）等技术被广泛应用于网络层，提供对网络通信的保护和审计功能。

第四层：传输层传输层负责对数据进行可靠传输和端到端的通信。

在传输层，主要的网络安全措施是实施数据完整性检查和身份验证。

数据完整性检查可以防止数据在传输过程中被篡改，保障数据的完整性和可靠性。

身份验证可以确认通信双方的身份，避免假冒或欺骗行为。

第五层：应用层应用层是用户与网络之间的接口层，负责处理用户应用程序和网络之间的相互操作。

在应用层，主要的网络安全措施是保护用户隐私和应用程序的安全。

比如，使用安全的密码机制、加密通信和访问控制技术来保护用户的个人信息和敏感数据。

总结网络安全五层体系是一种系统化的网络安全防护措施，涵盖了不同层次的网络安全技术和方法。

通过在每个层次上采取相应的安全措施，可以有效预防和应对各种网络安全威胁和攻击。

然而，网络安全是一个动态和复杂的领域，需要不断更新和改进，以适应不断变化的网络环境和威胁形势。