IP数据网络基础入门
IP网络基础知识及原理
IP网络基础知识及原理IP网络是基于互联网协议（IP）的数字通信网络，它是将数据包从源主机发送到目标主机的协议。
IP网络是现代计算机网络的基础，具有以下几个重要特点和原理。
1.分组交换：IP网络使用分组交换技术，将待发送的数据分割成较小的数据包，并通过网络独立地传输。
这些数据包在传送过程中可以选择不同的路径进行传输，这样可以提高网络的传输效率和可靠性。
2.网络层协议：IP网络所使用的互联网协议（IP）位于网络层，负责将数据包从源主机传送到目标主机。
IP协议主要包括IP地址分配、路由选择、分组封装和解封装等功能。
IP协议不提供可靠性和安全性保证，而是依赖上层协议来实现。
3.IP地址：IP网络使用IP地址来唯一标识网络上的设备。
IP地址由32位（IPv4）或128位（IPv6）的二进制数字组成，可以表达为点分十进制或冒号分十六进制的形式。
IP地址分为网络地址和主机地址两部分，网络地址用于标识网络，主机地址用于标识具体的设备。
4.子网划分：为了有效地利用IP地址空间，避免浪费和冲突，网络通常会进行子网划分。
子网划分将一个网络划分为多个子网络，每个子网络可以分配给不同的组织或部门使用。
子网划分还可以通过子网掩码来实现，子网掩码用于划分网络地址和主机地址的边界。
5.路由选择：当一个数据包从源主机发往目标主机时，IP网络需要选择合适的路径进行传输。
路由选择是通过路由器来实现的，路由器根据路由表中的路由信息，选择最佳的路径进行数据包的转发。
路由表中包含了各个网络之间的关系和距离，以及到达目标主机的下一跳路由器信息。
6.网络地址转换（NAT）：由于IPv4地址资源有限，引入了网络地址转换（NAT）技术。
NAT技术可以将一个公网IP地址映射给多个私网IP地址使用，从而实现更多设备对公网的访问。
NAT技术在路由器上实现，通过修改源IP地址和目标IP地址来完成转换。
7.IP协议的可靠性：IP协议本身不保证数据包的可靠性传输，即不保证数据包的顺序、完整性和错误检测。
IP系统基础知识-技术
压缩率非常高，便于在网络上传输高品质的画质
目标：网络视频
MPEG-4主要应用：网络视频传输。
只对画面中运动的物体进行压缩编码
5.几种主流的压缩算法及对比
M-JPEG
MPEG2
MPEG4
算法
对每一帧都进行压缩编码
对每一帧都进行压缩编码
只对画面中运动的物体进行压缩编码
带宽占用
大
大
小
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
1
2
3
4
5
6
7
底层:负责网络数据传输
高层:负责主机之间的数据传输
七层功能
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
1
2
3
4
5
6
7
提供应用程序间通信
处理数据格式、数据加密等
建立、维护和管理会话
建立主机端到端连接
寻址和路由选择
提供介质访问、链路管理等
比特流传输
Rom
Ram
网络层
编址和路由
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
网络地址
网络层地址由两部分地址组成：网络地址和主机地址。网络地址是全局唯一的。
IP 地址
IPX 地址
网络地址
主机地址
10.
8.2.48
网络地址
主机地址
1aceb0b1.
0000.0c00.6e25
路由协议与可路由协议
可路由协议：IP、IPX 路由协议： RIP、OSPF、BGP等
学习计算机网络基础知识了解IP地址和子网掩码
学习计算机网络基础知识了解IP地址和子网掩码IP地址和子网掩码是计算机网络基础知识中的重要概念。
它们在网络通信中起到了至关重要的作用。
本文将以清晰、准确的方式介绍IP地址和子网掩码的概念、作用以及在实际网络配置中的应用。
一、IP地址IP地址是Internet Protocol Address的缩写，意为互联网协议地址。
它是计算机在网络上的唯一标识，类似于人类在现实世界中的住址。
IP地址由32位或128位二进制数表示，用来标识网络中的设备。
1.1 IP地址的分类IP地址分为IPv4和IPv6两个版本。
IPv4采用32位二进制数表示，由四个八位字节组成，每个字节用十进制表示，中间用点号分隔。
例如，192.168.0.1就是一个IPv4地址。
而IPv6采用128位二进制数表示，由八个四位字节组成，每个字节用十六进制表示，中间用冒号分隔。
1.2 IP地址的结构IPv4地址被分为网络号和主机号两部分，用于区分不同的网络和主机。
网络号表示网络的标识，主机号表示具体的主机设备。
不同类别的IP地址划分了不同数量的网络号和主机号。
1.3 IP地址的用途IP地址是实现数据在网络中传输的基础，它为不同的计算机提供了互相通信的能力。
通过IP地址，计算机可以定位并发送数据到目标设备。
通过IP地址，用户可以访问互联网上的各种资源，如网页、文件、视频等。
二、子网掩码子网掩码也是IP地址中重要的概念，它用于将IP地址划分为网络号和主机号两部分。
子网掩码是一个与IP地址等长的二进制数，其中连续的1表示网络号部分，连续的0表示主机号部分。
2.1 子网掩码的作用子网掩码的作用是将IP地址划分为网络号和主机号两部分。
它确定了网络中主机的数量范围和网络的规模。
在进行网络通信时，子网掩码用于判断目标设备是否在同一网络中，以确定数据的传输路径。
2.2 如何计算子网掩码子网掩码的值通常使用CIDR（Classless Inter-Domain Routing）表示法来表示，例如，/24表示子网掩码中前24个连续的1。
IP网络基础知识及原理
IP网络基础知识及原理IP（Internet Protocol）是因特网协议的缩写，是计算机网络中最重要的网络协议之一、IP网络是将数据分割成称为数据包（packet）的单元，并通过互联网传输的一种网络技术。
下面将介绍IP网络的基础知识及其原理。
1.IP地址IP地址是用于识别网络中的设备的唯一标识符。
它是由32位二进制数组成，通常用点分十进制（IPv4）或冒号分十六进制（IPv6）表示。
IPv4地址共有2的32次方个，可以分为几个类别，如A类、B类、C类等，用于区分不同网络的范围。
2.IP分组IP网络将要传输的数据分割成多个称为IP分组或数据包的小块。
每个IP分组都包含了目的地址和源地址等信息，它们会独立地通过互联网传输，然后在目的地重新组合成完整的数据。
IP分组的大小可变，通常由网络层决定。
3.路由选择IP网络中，数据通过路由器进行转发。
路由器是连接不同网络的设备，它根据目的地址和路由表进行转发决策。
当一台计算机发送一个IP 分组时，它会被路由器转发到目的地址所在网络上，直到到达目的地。
4.网络分类和子网划分为了更好地利用IP地址空间，网络可以进行分类和子网划分。
网络分类指的是按照网络的规模将IP地址划分为不同的类别，例如按照网络中主机的数量进行分类。
子网划分是将一个网络分割成更小的子网，每个子网有自己的子网地址。
5. NAT（Network Address Translation）NAT是一种用于连接内部网络和外部网络的技术。
它将内部网络的私有IP地址转换成公共IP地址，以实现与外部网络的通信。
NAT技术在现代IP网络中被广泛使用，它可以有效地减少公共IP地址的使用量。
6.IP协议的可靠性IP协议是一种无连接的协议，它不提供数据传输的可靠性保证。
这意味着在IP网络中，数据包可能会因为网络拥塞、丢失或延迟而造成丢失或乱序。
为了解决这个问题，通常会在IP协议之上使用传输控制协议（TCP）来提供可靠的数据传输。
《IP网络基础知识》课件
局域网和广域网
局域网
局域网是指在小范围内建立的、由相互连接的计算机组成的计算机网络，可实现快速数据传 输。
广域网
广域网是指通过公用电话系统或其他通信设施连接不同计算机所构成的计算机网络，可实现 远距离通信。
路由器和交换机
路由器主要用于实现不同网络之间的通信，交换机主要用于实现同一网络内的通信。
网络拓扑结构
网关的作用
网关连接不同网络，进行网络协 议转换，实现数据的互通。
IP协议和网络层
1
互联网协议
IP协议是TCP/IP协议栈中的核心协议之一，支持跨越多个网络的数据传输。
2
IP地址的分层结构
IP地址分为网络地址和主机地址两部分，可实现网络与主机之间的数据传输。
3
网络层的工作原理
网络层主要负责网络之间的数据传输，通过路由器实现跨网络通信。
应用实例和案例分析
云计算
网络安全
云计算是基于虚拟化技术的IT资 源服务模式，可为企业提供高效、 灵活、安全的应用服务。
网络安全是指针对网络的攻击、 病毒、恶意软件等威胁，采取的 保护措施和技术。
网络故障排除与解决
常见网络故障包括网络无法连接、 网速慢、IP地址冲突等，需采取 相应措施解决。
总结与展望
3 学习常见网络故障排除技巧
掌握IP网络故障排除与解决的方法。
IP地址与子网掩码
IPv4和IPv6的区别
IPv4用32位地址标识主机，最多 可有42亿个IP地址。IPv6用128位 地址标识主机，可实现更多的IP 地址。
子网掩码的作用
子网掩码用于划分网络和子网， 可以提高网络安全性，优化网络 性能。
收获
通过本课程，学生将掌握IP网络的基础知识和应用 技巧，为未来网络工程师的职业发展奠定坚实基础。
IP基础知识总结
路由 控制
将分组数据发送到最终目标地址的功能，即使网络复杂多变，也能够通过路由控制到达 目标地址。
跳
在一条链路中可能会布满很多路由器，路由器和路由器之间的数据报传送就是计算机的物理地址，它是用来确 认网络设备位置的地址。
在 OSI 网络模型中，网络层负责 IP 地址的定位，而 数据链路层负责 MAC 地址的定位。
屏蔽 IP 地址的一部分以区别网络标识和主机标识。
IP地址构造和分类
保留地址
这些地址用于特殊 目的，不能在局域
网外部路由。
05
IP协议版本
IP Protocol Version
IP协议版本
IPv4
数据报 格式图
IP协议版本
IPv4
版本(Version)
4bit,通信双方使用的版本必须一致，对于 IPv4 版本来说，字段值是 4。
协议(Protocol)
8 bit，这个字段定义了报 文数据区使用的协议。
存活时间 Time To Live，TTL
8 bit，存活时间避免报文在互联网 中迷失，比如陷入路由环路；以秒为 单位。
首部校验和 Header Checksum
16 bit，首部校验和会对字段进行纠 错检查，在每一跳中，路由器都要重 新计算出的首部检验和并与此字段进 行比对，如果不一致，此报文将会被 丢弃。
16 bit，这个字段用来标识所有的分片，因为分片不一定会按序到达，所以到达目标主机的所有分 片会进行重组，每产生一个数据报，计数器加1，并赋值给此字段。
IP协议版本
IPv4
7
标志(Flags)
3 bit，标志用于控制和识别分片
0位
1位
2位
• 保留位 • 必须为0
《基础IP数据网络》课件
TCP/UDP协议
TCP协议和UDP协议的区别和应用场景
TCP协议提供可靠的连接，适用于需要保证数据可靠传输的场景。UDP协议提供无连接的传
输，适用于实时性要求较高的场景。
TCP连接的建立和断开过程
TCP连接通过三次握手建立，并通过四次挥手断开。
网络层和传输层
《基础IP数据网络》PPT
课件
基础IP数据网络PPT课件，介绍IP协议、IP地址、子网掩码、路由器、网关、
TCP/UDP协议以及网络层和传输层等相关概念和技术。
IP协议
IP协议
IP数据包的格式
互联网中最为重要的协议之一，负责数据
通过IP数据包，不同设备之间可以互相通
包的传输。
信，传递数据信息。
IP地址的作用和组成
2
大家一起学习吧
为了更好地理解网络通信，我们应该深
入学习基础IP数据网络。
作方式
路由表
端口
路由器通过路由表来决定数
路由器具有多个端口用于连
路由器负责管理IP数据包的
据包的下一跳。
接不同设备和网络。
传输和转发，并将数据包发
送到目标设备。
网关
1
网关是连接不同网络的设备
网关可以将数据包从一个网络传输到另一个网络。
2
网关的类型
有默认网关、静态网关和动态网关等不同类型。
3
网关的配置方法
OSI模型
网络层的功能和应用
传输层的功能和应用
计算机网络通信协议的标准
网络层负责数据在网络中的
传输层负责数据的可靠传输
模型，将通信分为七层，网
传输和路由选择。
和端到端的通信连接。
网络IP是什么了解IP地址的基础知识
网络IP是什么了解IP地址的基础知识在如今高度互联的时代，IP（Internet Protocol）地址变得越来越重要。
无论是在个人使用互联网还是企业建立IT网络时，了解IP地址的基础知识都是至关重要的。
本文将介绍网络IP是什么，以及与IP地址相关的基本概念和用途。
一、网络IP是什么网络IP是指在互联网协议中用于标识设备的数字标识。
简单来说，它类似于互联网中每台设备的“住址”。
通过IP地址，不同的设备可以相互识别和进行通信。
在使用互联网时，用户需要有一个唯一的IP地址，这样互联网服务器才能将信息准确地发送到用户的设备上。
二、IP地址的基本知识1. IPv4和IPv6IPv4和IPv6是目前最常用的两种IP地址格式。
IPv4使用32位地址，通常写成四个十进制数，每个数的取值范围是0-255，用圆点来分隔。
例如，192.168.0.1是一个IPv4地址。
IPv6则采用128位地址，通常写成八组十六进制数，每组之间用冒号分隔。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334是一个IPv6地址。
随着互联网的快速发展，IPv4地址资源越来越紧张，IPv6慢慢被广泛采用以满足日益增长的IP需求。
2. 公网IP和私网IP公网IP是指在互联网上唯一可寻址的IP地址，每个设备只能拥有一个公网IP地址。
公网IP通常由网络服务提供商（ISP）分配给用户或企业。
私网IP是指在局域网中的IP地址，用于内部通信，不对外可见。
对于大多数家庭或小型企业内部网络，路由器会为设备分配私网IP地址，例如192.168.0.1。
这些私网IP地址虽然不是全球唯一的，但通过网络地址转换（NAT）技术可以与外部网络通信。
3. IP地址的分类根据IP地址的规模，可以将其分为以下几个分类：- A类地址：以0开头，范围从1.0.0.0到126.255.255.255。
A类地址可以支持大约16,777,216（2^24）个IP地址。
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网段
1.1.1.0
1.1.2.0 1.1.4.0
接口
S0
S0 E0
路由器工作原理5－3
路由器1根据路由表转 1.1.1.0发数据到S0口
.1.1.1
Router1 1.1.2.1 1.1.1.3 E0 S0 Data
1.1.4.0 1.1.4.1 Router2 1.1.2.2 1.1.4.3 S0
Port 1 Port 2 …… Port 7 ……
主机A
主机B
主机C
主机D
Port 10
基于MAC地址划分的动态VLAN
以太网交换机 VMPS服务器
所属VLAN MAC地址 VLAN表 VLAN 5 VLAN 10 VLAN 5 VLAN 10
MAC A MAC B 主机A MAC A
主机C MAC C
红大
192.168.2.2
红三
192.168.2.4
小明
192.168.1.5
小红
192.168.2.5
局域网
局域网
32
32
现网结构
互联网
市出口 路由器 市汇聚 路由器
县出口 路由器
县出口 路由器
县出口 路由器
县出口 路由器
33
33
什么是路由？
路由
跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程
1 1
0 1
1 1
0 1
二进制到十进制的转换
1 0 1 1 1 0 0 1 = (128 * 1) + (64 * 0) + (32 * 1) + (16 * 1) + (8 * 1) + (4 * 0) + (2 * 0) + (1 * 1) 1 0 1 1 1 0 0 1 = 128 + 0 + 32 + 16 + 8 + 0 + 0 + 1 1 0 1 1 1 0 0 1 = 185
Router1 1.1.2.1 Data 1.1.1.3 1.1.1.2 E0 S0
1.1.2.2
S0
1.1.4.2
路由表 网段
1.1.1.0
路由表 接口
E0
网段
1.1.1.0
接口
S0
1.1.2.0
1.1.4.0
S0
S0
1.1.2.0
1.1.4.0
S0
E0
路由器工作原理5－2
路由器接收到数据，查 看数据包中的目标地址 为1.1.4.2，查找路由表
冲突域与广播域
广播域指接收同样广播消息的节点的集合，如：在该集合中的 任何一个节点传输一个广播帧，则所有其他能收到这个帧的节 点都被认为是该广播帧的一部分 交换机分割冲突域，但是不分割广播域，即交换机的所播域
广播域
Part
2
VLAN基础篇
192.168.1.2
三宝
192.168.1.4
红大
192.168.2.2
红三
192.168.2.4
小明
192.168.1.5
红四
192.168.2.5
局域网
局域网
31
31路由器3 路由器2网站路由器1二宝192.168.1.3
红二
192.168.2.3
大宝
192.168.1.2
三宝
192.168.1.4
数据通信
Data
数据通信网络
什么是协议
什么是协议？
为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要 “讲”相同的“语言”
描述网络通信中“语言”规范的一组规则就是协议
@#&$ ％……
例如：两个人交谈，必须使用相同的语 言，如果你说汉语，他说阿拉伯语……
数据通信协议的定义
决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例
16 0*2 +0*2 +0*2 +1*2 +0*2 +0*2 +0*2 +0*2
7 6 5 4 3 2 1
122 0*27 +1*26 +1*25 +1*24 +1*23 +0*22 +1*21 +0*20
202 1*27 +1*26 +0*25 +0*24 +1*23 +1*22 +0*21 +0*20
能够将数据包转发到正确的目 的地，并在转发过程中选择最 佳路径的设备－路由器
10.120.2.0 172.16.1.0 E0 S0 主机A 主机B
路由器工作原理5－1
主机1.1要发送数据到 1.1.1.0 1.1.4.2 1.1.1.1
1.1.4.0
1.1.4.1 Router2 1.1.4.3 E0
为什么要引入VLAN……
15
15
VLAN概述
什么是VLAN
Virtual LAN（虚拟局域网）是物理设备上连接的不受物理位 置限制的用户的一个逻辑组。
为什么引入VLAN
交换机分割了冲突域，但是不能分割广播域
随着交换机端口数量的增多，网络中广播增多，降低了网络 的效率
为了分割广播域，引入了VLAN
1 0 1 0 1 0 27262524232222 27 26 2524 2322 2120 27262524232222 27262524232222
128 64 32 16 8 4 2 1 128 64 32 16 8 4 2 1
172 1 *27 +0*26+ 1 *25+0*24+ 1 *23+ 1 *22+0*21+0*20
IP数据网络
基础入门
网络 游戏
1
开天辟地-OSI模型概述篇
2 3
4
目录
Contents
循序渐进-VLAN基础篇 由浅入深-IP地址表示篇 水到渠成-IP路由原理+实战篇
Part
1
OSI模型概述篇
计算机网络的基本组成、协议、协议分层......
计算机网络的功能
1、局域网络访问公司内部服务器 2、异地办公地点之间的网络互连 3、上互联网 4、．．．．．．
协议 分层
1974年，ISO组织发布了OSI参考模型
OSI7层 模型
邮局实例
整个过程与OSI模型的封装、解封装的原理相似度很高
写信人 封
收信人 解 封
装
邮局
邮局
装
运输部门
北京
上海
OSI的七层框架
应用层协议 APDU
应用层
6 接口
应用层
表示层协议 会话层协议
在QQ界面输入文字 给文字加密 解 找到对方的QQ进程 QQ传输信息用的端口 找到对方的网络地址 通过MAC地址找到对方主机 二进制比特流的传输
Switch#show vlan brief 将接口添加到某个 VLAN中
VLAN Name Status Ports ---- -------------------------------- --------- ------------------------------1 default active Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4 Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14 Fa0/15, Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18 Fa0/19, Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22 Fa0/23, Fa0/24 2 v2 active Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8 Fa0/9, Fa0/10 1002 fddi-default active 1003 token-ring-default active 1004 fddinet-default active 1005 trnet-default active
10.0.0.0～10.255.255.255 172.16.0.0～172.31.255.255 192.168.0.0～192.168.255.255
Part
4
IP路由原理+实战篇
什么是路由、路由配置……
30
30赵阿姨 李阿姨家王阿姨二宝192.168.1.3
红二
192.168.2.3
大宝
表示层 封
5 4 接口
表示层 会话层
PPDU
SPDU
会话层
接口 传输层协议
封
TPDU
报文 帧 比特 数据单元
装
传输层
3 接口 网络层协议
传输层 网络层
数据链路层协议
装
网络层
2 1 接口
数据链路层
接口 物理层协议
数据链路层 物理层
主机B
物理层
层
主机A
常见网络设备： 集线器(HUB)工作在物理层
物理层
主机B MAC B
主机D MAC D
当主机发送数据帧，交 换机查看了数据帧的源 MAC D MAC地址后，才能判 断主机属于哪个VLAN
MAC C
将端口加入VLAN
Switch(config)# interface f0/1 Switch(config-if)# switchport access vlan 1 进入接口配置模式
1.1.1.2
1.1.4.2
E0
路由表 网段
1.1.1.0 1.1.2.0 1.1.4.0
路由表 接口
E0 S0 S0
网段
1.1.1.0
1.1.2.0 1.1.4.0
接口
S0
S0 E0