第5课 网络协议分层 · 学习单

动手做 · 动脑想 · 把网络通信的秘密一层层揭开

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一网络协议

计算机、平板计算机等设备之间互相通信时,需要共同遵守传递和管理数据信息的规范。

1. 设备之间互相通信时,需要共同遵守传递和管理数据信息的 。
2. 通信的双方如果使用不一样的协议,还能正常收到对方的信息吗?请说明理由。
想一想:生活中还有哪些“约定 / 规范”?例如——打电话要先说“喂”、寄快递要在信封上写清收件地址、过马路要看红绿灯…… 说一说,如果大家都不遵守这些约定,会发生什么?

二破解密码

下面的密码是字符 → 十进制数 → 二进制数这样一步步转换来的。 请你先把二进制数转换成十进制数,再把十进制数转换成字符,看看它说的是什么?

序号 二进制数(题目) 十进制数(我算) 字符(我填)
1 101100101111101
2 101100101111101
3 101101101100110
4 100111001100000

4 个数连起来,密码是:

三分层 —— 体验分层模拟器

网络通信要解决的问题很多:怎么找到对方、怎么保证数据不丢、怎么在线上传输…… 如果所有事情都挤在一起做,就会又乱又难。于是人们把工作分层,每一层只负责一件事, 上一层用好下一层提供的功能——就像寄快递:你只写内容,快递员负责包装、写地址、运输、投递。

发送时,数据从上层往下走,每经过一层就“套”上一层信封(封装);接收时从下往上走,每层再“拆”掉自己那层信封(解封装)。点“发送数据”,看看会发生什么。

发送方
应用层
与用户/程序打交道,产生或使用数据
传输层
把数据分段,标上端口号,保证送达
网络层
标上 IP 地址,负责寻址和选路
网络接口层
标上 MAC 地址,在物理线路上传输
网络传输
接收方
应用层
与用户/程序打交道,产生或使用数据
传输层
把数据分段,标上端口号,保证送达
网络层
标上 IP 地址,负责寻址和选路
网络接口层
标上 MAC 地址,在物理线路上传输
当前数据包(从左到右:外层信封 → 里面的数据):
点击下面的“发送数据”,开始体验分层。
1. 数据从发送方出发时,最先经过的是哪一层?到达接收方时,最先处理数据的又是哪一层?
我的发现:
2. 为什么在中间传输时要把数据“包”得越来越厚?
我的理解:

四查看本机网络协议

  1. 打开“命令提示符”窗口
    • 方法一(最常用):同时按下 Win + R,在弹出的“运行”框里输入 cmd,按回车。
    • 方法二:点击屏幕左下角的“开始”按钮(或搜索框),输入 cmd 或“命令提示符”,在结果里点击打开。
    • 方法三:打开“此电脑”或任意文件夹,在顶部的地址栏直接输入 cmd 并回车。
    • 方法四:右键点击开始按钮(或按 Win + X),选择“终端” / “Windows PowerShell”。
    • 小提示:如果提示“需要管理员权限”,可以右键“命令提示符”选择“以管理员身份运行”。
  2. 输入命令:在窗口中输入 netstat -an,然后按回车。
    C:\Users\Student>netstat -an
    活动连接 协议 本地地址 外部地址 状态
    TCP 0.0.0.0:135 0.0.0.0:0 LISTENING
    TCP 0.0.0.0:445 0.0.0.0:0 LISTENING
    TCP 192.168.1.5:139 0.0.0.0:0 LISTENING
    TCP 192.168.1.5:52341 114.114.114.114:53 ESTABLISHED
    TCP 192.168.1.5:52488 220.181.38.148:443 ESTABLISHED
    UDP 0.0.0.0:500 *:*
    UDP 0.0.0.0:3702 *:*

    命令说明:netstat 用来查看网络连接;-a 表示显示所有连接和监听端口;-n 表示用数字形式显示地址和端口(不解析成名字,速度更快)。

  3. 看懂结果:
    • 协议:常见有 TCP(可靠、有连接)和 UDP(快速、无连接)。
    • 本地地址 / 外部地址:IP地址:端口号,冒号后面是端口。
    • 状态:LISTENING(正在监听、等待连接)、ESTABLISHED(连接已建立、正在通信)、TIME_WAIT(连接刚结束)等。

动手记录:请在自己电脑上运行 netstat -an,把观察到的结果填在下表里。

观察项目我记录的结果
我看到的协议有(TCP / UDP 分别有没有)
处于 LISTENING 状态的连接大约有几条?
处于 ESTABLISHED 状态的连接大约有几条?
本地地址里出现的“本机 IP 地址”是:
我打开浏览器访问网页后再运行一次,ESTABLISHED 的数量有变化吗?
我的收获 / 疑问: