路由表为数据报的传送建立了最好的传输路线。网络层常见的协议有：网际协议(Internet Protocol，IP)、地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)、逆向地址解析协议(ReverseAd-dress Resolution Protocol，RARP)、因特网控制报文协议(Internet Control Message Protocol，ICMP)。
4.网络接口层(Network Interface Layer)
网络接口层(Network Interface Layer)是TCP/IP模型的底层，它负责将接收到的IP层数据报文封装成数据帧并按特定的线路编码方式将转换后的比特流通过网络介质发送出去，或者从网络介质上接收特定线路编码的比特流，按照数据链路层协议标准将一定长度的数据比特组合成数据帧，并解封装为IP数据报，交给IP层进行处理。常见的网络接口层协议有：以太网(Ethernet)、光纤分布式数据接口(FDDI)、点对点传输协议(PointtoPointProto-col，PPP)、帧中继(Frame Relay)等。
四、实践操作
背景知识/准备工作
在本实验操作中，使用PC、交换机、路由器，规划并创建一个简单的网络。通过Packet Tracer软件分析网络通信过程，熟悉网络设备在通信中对数据的封装和解封装处理过程。
本实验需要以下资源：
安装有网卡的WindowsXP系统的主机、Packet Tracer模拟器软件；
交换机两台；
路由器两台；
以太网交叉电缆一根，直通线四根、反转线缆一根。
(一)数据封装和解封装过程
所有的通信都是从信源发起，并发送到目标，通信的内容通常被称为数据或数据包。假如一台主机发送数据给另一台主机，数据必须首先被封包，这样的处理过程称为封装。在传输到网络之前，使用必要的协议信息包装数据，因此，数据包在OSI模型的高层和低层之间传输时，会添加或删除相关的报头、报尾及其他信息。
1.封装(encap su lated)过程
本例中，源主机(Source：198.150.11.34/FE：ED：F9：44：45：66)上的用户正在执行一个Telnet连接目标主机(destination：198.150.11.163/FE：ED：F9：EF：ED：EC)。
首先，通过应用层收集要发送的数据信息(如用户输入内容或存储器的文件等)，表示层则将收集的信息指定表示格式(如字符、数字、位图等)。会话层由程序或操作系统确定数据所指向的接收端是本地主机还是远程位置上的主机。一旦确定那是远程位置上的主机，则开始传递到传输层来处理此信息。
传输层把这个来自于较高层的数据封装到一个数据段中，并添加报头信息，数据段的报头包含如源端口号和目标端口号等信息。Telnet连接使用TCP/IP和传输层的可靠连接(TCP)，源端口号是源主机当前没有使用的一个大于1023的随机号码。目标端口号是接收站将会知道并利用其将数据转发到恰当的应用程序的熟知端口号，此例中端口号为23。传输层把此数据段向下传送到网络层。
网络层将数据段封装到一个数据分组中。分组的报头包含源和目标等第3层逻辑寻址信息及上层数据段等信息。源主机将自己的IP地址(198.150.11.34)作为分组中源地址，将目标主机的地址(198.150.11.163)作为目标地址。网络层将把分组向下传送到数据链路层。
数据链路层把网络层的分组封装到一个数据帧中。数据链路层包括两个子层：LLC(Logical Link Control，逻辑链路控制)子层和MAC(Media/Medium Access Control，介质访问控制)子层。IEEE的以太网LLC子层采用IEEE802.2SAP帧，将创建此分组的网络层协议信息封装到帧头中，并向下传送给MAC子层，封装到IEEE802.3帧中。802.3的数据帧包含帧头、上层的分组和帧尾三个部分，其中帧头中包含源MAC地址和目标MAC地址。此例中，源主机将自己的MAC地址(FE：ED：F9：44：45：66)添加到帧头的源地址字段中，并且把目标主机的MAC地址(FE：ED：F9：EF：ED：EC)添加目标地址字段中。帧尾FCS(Frame Check Sequence，帧校验序列)字段中添加CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)信息，用于校验帧的正确性和完整性。
数据链路层帧向下传送到物理层，物理层根据不同的线缆或连接的类型完成线路编码，并将数字比特转换为物理信号在线路上发送。
2.解封装(de-encap su lation)过程
目标主机(destination：198.150.11.163/FE：ED：F9：EF：ED：EC)收到物理层信号后将电平转换成0和1的比特，并将特定长度的比特向上传送给数据链路层。数据链路层接收到这些比特值，并将其重组为原来的IEEE802.3帧。首先，MAC子层的网络接口卡校验帧尾的FCS以确保此帧的正确性和完整性，并且验证帧头中的目标MAC地址与自己的MAC地址是否匹配，如果帧的目标MAC地址与自己的MAC地址不匹配且不是组播地址或广播地址，目标主机会丢弃此帧。如果匹配，网络接口卡将剥离(解封装)MAC帧信息后的802.2SAP帧并向上传送到LLC子层。LLC子层会检验SAP值以确定网络层的上层协议，LLC剥离(解封装)LLC帧信息，并且将此分组向上传送到网络层指定协议，本例中为IP协议。
网络层会检验分组报头中的逻辑目标地址(198.150.11.163)，如果目标逻辑地址与接收站自己的地址不匹配且不是组播地址或广播地址，则网络层会丢弃此分组。如果匹配则接收站会检验分组报头中的协议信息，并确定哪种上层协议应该处理此分组。本例中，发送端采用的是TCP协议。因此，网络层剥离分组信息并将所封装的数据段向上传送到传输层的TCP协议。
传输层收到数据段时，根据一个可靠的或不可靠的连接需要执行不同功能操作。并检验数据段报头中的目标端口号。本实例中，因为源主机的用户正在使用Telnet向目标主机传送信息，所以此数据段中的目标端口号是23。传输层检查到此端口号，将数据转发到对应此端口的Telnet应用或服务程序。如果目标主机没有提供Telnet服务，传输层会丢弃此数据段。如果目标主机提供Telnet服务，传输层会剥离数据段信息，并且将数据传送到应用层的Telnet服务。
(二)网络通信的过程分析
Packet Tracer是Cisco公司开发的一个用于网络设计、配置和故障排除的模拟软件，允许使用者创建网络拓扑，通过一个图形接口对该拓扑中的设备实现配置。同时可以实现分组传输模拟功能让使用者观察分组在网络中的传输过程。Packet Tracer具有下列特点：
(1)支持多协议模型：支持常用协议HTTP，DNS，TFTP，Telnet，TCP，UDP，SingleArea OSPF，DTP，VTP和STP，同时支持IP，Ethernet，ARP，wireless，CDP，Frame Relay，PPP，HDLC，inter-VLANrouting和ICMP等协议模型。
(2)支持大量的设备模拟模型：路由器，交换机，无线网络设备，服务器，各种连接电缆，终端等，还可以模拟各种模块，在实际实验设备中是无法配置整齐的。提供图形化和终端两种配置方法。各设备模型有可视化的外观模拟。
(3)支持逻辑空间和物理空间的设计模式：逻辑空间模式用于进行逻辑拓扑结构的实现；物理空间模式支持构建城市、楼宇、办公室、配线间等虚拟设置。
(4)可视化的数据报表示工具：配置有一个全局网络探测器，可以显示模拟数据报的传送路线，并显示各种模式，前进后退或一步步执行。
(5)数据报传输采用实时模式和模拟模式，实时模式与实际传输过程一样，模拟模式通过可视化模式显示数据报的传输过程，使用户能对抽象的数据传送具体化。
本例中，使用Packet Tracer4.11实现组建通信网络、配置网络设备，配置网络协议。网络环境需要：终端主机一台，WEB服务器一台，交换机两台，路由器两台；5类直通双绞线四根，V.35线缆一根；采用TCP/IP协议，使用192.168.0.0/24，192.168.1.0/24，192.168.2.0/24三个网段；需要在终端主机上使用WEB浏览器，服务器上正确配置WEB服务以实现网络应用及服务。
1.启动Packet Tracer模拟器。可以使用网络学院账号访问Cisco网络技术学院网站并下载最新版本，下载之后双击运行安装程序，程序会在桌面上创建快捷方式【Packet Tracer4.11】。双击桌面上的快捷方式，出现Packet Tracer4.11主界面。
2.创建网络拓扑。点击窗口左下角路由器图标，用鼠标拖放右侧路由器图标添加两台路由器到工作区；点击左下角交换机图标，用鼠标拖放右侧交换机图标添加两台交换机到工作区；点击左下角终端设备图标，用鼠标拖放右侧主机图标和服务器图标到工作区；点击左下角连接图标，用鼠标拖放点击自动连接图标，将主机连接到交换机，服务器连接到交换机，将交换机连接到路由器，将路由器之间互联(也可以使用其他的图标选择线缆和设备的接口实现手工连接)。
3.完成网络配置。点击拓扑中的每个设备，完成逻辑连接中的协议配置，如IP寻址、接口配置，路由协议等。对于主机PC0可以通过DHCP或静态手工指定方式配置IP地址和默认网关的配置实例。
服务器Server0的IP地址、默认网关的配置实例，在服务器Server0上配置并启用HTTP服务；在路由器Router0、Router1上分别使用相关的IOS命令完成的IP地址及路由配置。
4.通过设置过滤器准备捕获网络HTTP通信过程和数据流量。点击工作区右下角的模拟模式图标【Simulation】，在模拟配置面板【Simulation Panel】中，点击编辑过滤器按钮【Edit Filters】，点击【Show All/None】清除所有选择的选项，并点击【HTTP】。
5.创建HTTP通信的PDU。点击窗口的右侧工具按钮添加一个PDU，并点击拓扑图中主机PC0图标选择源主机则出现窗口，在【Select Application】的下拉框中选择PDU数据类型为HTTP服务，点击拓扑图Server图标设置目标服务，【Destination IP Address】和【Destination Port】的文本框中将自动填入目标服务器的地址和目标端口；在【Source Port】的文本框输入一个大于1024的端口，在【One Shot Time】文本框中输入一个时间参数，最后点击【Create PDU】按钮完成创建PDU操作。
6.访问应用和服务。点击主窗口中的Server0，点击弹出的窗口中的【Config】标签，在【Config】标签中，点击左边【HTTP】工具将出现。点击主窗口中的PC，点击弹出的窗口中的【Desktop】标签，在【Desktop】标签中，点击【Web Browser】图标。在地址栏的URL文本框中输入“http：//192.168.2.2”，并点击【Go】按钮，将浏览服务器提供的页面，如7.分析HTTP通信过程。完成前面的操作之后，点击工作区下部的【Auto Capture/Play】
自动捕获/播放按钮，在【Simulation Panel】的【Event List】事件列表中将逐步显示HTTP通信的过程。在列表中点击任何一个事件，再点击工作区中的图标查看设备的PDU信息。基于OSI模型的主机PC0中的PDU信息。
8.详细的PDU信息。点击标签【Outbound PDU Details】，将显示所发送的信息对应的数据帧、数据包、数据段及应用层数据等PDU的详细信息结构和格式。
模块2 认识IP协议簇
一、教学目标
最终目标：配置IP寻址，实现网络连接，掌握IP、ICMP的工作原理。
促成目标：
1.定义网络设备的逻辑寻址；
2.掌握IP寻址信息(地址、掩码、网关等相关配置)；
3.了解网络通信过程地址解析；
4.了解不同网段间的通信过程实现；
5.熟练完成简单的网络连接性检测，熟悉输出的测试信息。
