ip网络技术基础04-网络互联协议
IP协议与网络互联的原理与应用
IP协议与网络互联的原理与应用在当今数字化时代，网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而要实现网络互联，IP协议则是不可或缺的基础。
本文将介绍IP协议的原理与应用。
一、IP协议的原理IP（Internet Protocol）协议是互联网中最基础的协议之一，它负责将数据包从源主机发送到目标主机。
IP协议的原理主要包括IP地址、数据包的封装与解封装、路由选择等。
1. IP地址IP地址是用来标识网络上的设备的唯一标识符。
它由32位二进制数组成，通常以四个十进制数表示，每个数值的范围是0-255。
IP地址分为两部分，网络部分和主机部分。
网络部分用于标识网络，主机部分用于标识网络中的具体设备。
2. 数据包的封装与解封装在发送数据时，源主机将数据分割成一系列的数据包，并为每个数据包添加IP 头部信息。
IP头部包含了源IP地址、目标IP地址等信息。
当数据包到达目标主机时，目标主机根据IP头部信息将数据包重新组装成完整的数据。
3. 路由选择路由选择是IP协议中的一个重要环节。
当数据包离开源主机后，它需要通过多个中间节点（路由器）才能到达目标主机。
路由器根据一定的算法选择最佳的路径将数据包转发给下一个节点。
这个过程中，路由器会根据目标IP地址查找路由表，找到下一个节点的IP地址。
二、IP协议的应用IP协议作为互联网的基础协议，广泛应用于各个领域。
以下是IP协议在几个常见领域的应用示例。
1. 互联网通信IP协议是互联网通信的基础。
当我们发送电子邮件、浏览网页、进行在线聊天等操作时，数据包都是通过IP协议进行传输的。
IP协议确保了数据的正确传输和接收。
2. 远程办公随着云计算和远程办公的兴起，IP协议在远程办公中发挥了重要作用。
通过IP 协议，我们可以远程访问公司的服务器、共享文件、进行视频会议等，实现了灵活的办公方式。
3. 物联网物联网是指通过互联网将各种设备连接起来，实现信息的交互与共享。
而IP 协议则是物联网中设备之间通信的基础。
网络互联协议
网络互联协议网络互联协议（Internet Protocol，简称IP）是互联网的基础协议，它定义了在网络中传输数据的格式和规则。
IP协议是互联网的基石，它使得不同类型的计算机和网络设备能够相互通信，实现了全球范围内的信息交流和资源共享。
本文将对网络互联协议进行介绍和解释，帮助读者更好地理解互联网的基本工作原理。
首先，IP协议是一种面向数据包的协议，它将数据分割成小的数据包进行传输。
每个数据包包含了目标设备的IP地址和数据的部分内容，这些数据包在网络中传输时可能会经过多个路由器和交换机，最终到达目标设备。
IP协议通过这种分割和传输的方式实现了高效的数据传输，保证了网络的稳定性和可靠性。
其次，IP协议采用了分层的设计，与其他网络协议进行了有效的整合。
在互联网协议簇中，IP协议处于网络层，负责数据包的传输和路由选择。
它与传输层的协议（如TCP、UDP）配合使用，实现了端到端的数据传输。
同时，IP协议也与链路层的协议（如以太网、Wi-Fi）进行了适配，实现了数据包在局域网和广域网中的传输。
另外，IP协议还定义了IP地址的格式和分配规则。
IP地址是网络中设备的唯一标识，它由32位或128位二进制数表示，通常以点分十进制的形式呈现。
IPv4是目前广泛使用的IP地址格式，它由32位二进制数组成，可以表示约42亿个唯一的IP地址。
而IPv6则是下一代的IP地址格式，由128位二进制数组成，能够满足未来互联网发展的需求。
最后，IP协议也包含了一些辅助协议和技术，如ICMP、ARP、DHCP等，它们在网络中起着重要的作用。
ICMP协议用于在网络中传输控制消息，例如ping命令就是基于ICMP协议实现的。
ARP协议用于将IP地址映射到MAC地址，实现局域网内设备的通信。
DHCP协议用于动态分配IP地址和网络配置，简化了网络管理和维护的工作。
总之，网络互联协议是互联网的基础协议，它定义了数据传输的规则和格式，实现了全球范围内的设备互联和数据交换。
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
网络应用技术开篇-第03章 IP互联网与IP协议
为什么IP协议好？
IP协议高效率进行传送，减轻了网关的 负担，提高了网关的吞吐量。 IP协议的数据报传送服务是不可靠的， 省去了复杂的可靠传输机制。 在不可靠的传输中，谁来保证可靠呢？ ICMP报文和上层TCP协议
Ping 命令解释
C:\Ping MM:Request timed out; C:\Ping Money:destination host unreachable; C:\Ping Love:Unkown host name; C:\Ping Future:Reply from hell:time=99year TTL=1;
IP互联网的跨网传输
3.2 IP协议
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 IP地址 IP子网 ARP协议 IP数据报 ICMP
3.2.1 IP地址
IP地址的结构 IP地址的类型 特殊的IP地址
为什么要使用IP地址？
屏蔽各种物理网络的地址差异
每种物理网络都有各自的技术特点，其物理 地址也各不相同 统一物理地址的表示方法不现实 互联网对各种物理网络地址的“统一”通过 IP地址在IP层完成
物理地址和逻辑地址
在上例中，只要张三存在，表示他身份的身份证 号不会改变。这种地址，称之为物理地址。 寻找张三使用的“岛编号.人编号”用来表示张三 的位置逻辑，会随着张三位置的改变而改变。称 之为逻辑地址 以太网卡的MAC地址属于物理地址。 IP互联网中 给每一台主机分配一个IP地址，属于逻辑地址。使 用逻辑地址寻找物理地址需要一种协议，叫做地 址解析。
数据如何穿越多个网络到达目的地？
有两种类型的解决方案 面向连接的解决方案 面向非连接的解决方案
网络技术基础 教案
网络技术基础教案一、教学目标1. 让学生了解计算机网络的基本概念、组成和分类。
2. 使学生掌握网络通信协议和网络互联设备。
3. 培养学生搭建和维护简单网络的能力。
4. 提高学生网络安全意识和防范能力。
二、教学内容1. 计算机网络的基本概念：计算机网络的定义、功能和发展历程。
2. 计算机网络的组成：硬件设备、软件系统和网络协议。
3. 计算机网络的分类：局域网、城域网和广域网。
4. 网络通信协议：TCP/IP协议、协议、FTP协议等。
5. 网络互联设备：交换机、路由器、网关等。
6. 网络搭建与维护：网络规划、设备选购、网络配置和故障排查。
7. 网络安全：网络攻击手段、防护措施和安全协议。
三、教学方法1. 采用讲授法讲解基本概念、原理和协议。
2. 使用案例分析法分析网络搭建和维护的实际问题。
3. 利用实验法让学生动手实践，提高操作技能。
4. 采用讨论法培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学安排1. 课时：32课时（每课时45分钟）。
2. 教学方式：理论讲解与实践操作相结合。
3. 教学过程：a. 第1-4课时：讲解计算机网络的基本概念和组成。
b. 第5-8课时：讲解网络通信协议和网络互联设备。
c. 第9-12课时：讲解网络搭建与维护的方法和技巧。
d. 第13-16课时：讲解网络安全知识和防护措施。
五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业完成情况和团队协作能力。
2. 实践操作：网络搭建和维护实验。
3. 期末考试：理论知识测试和案例分析。
六、教学资源1. 教材：《计算机网络基础》2. 辅助材料：PPT课件、网络技术实验指导书3. 网络设备：交换机、路由器、网关等4. 软件工具：Wireshark、Packet Tracer等七、教学环节1. 导入：通过生活中的网络应用实例，引发学生对网络技术的好奇心。
2. 讲解：详细讲解每个知识点，结合实例进行分析。
3. 互动：提问、回答问题，让学生参与课堂讨论。
网络协议的作用
网络协议的作用随着互联网的发展和普及，网络协议起着至关重要的作用。
网络协议是指计算机在网络通信中所遵循的规则和标准，它们定义了计算机之间数据传输的方式和步骤，保证了网络通信的顺利进行以及各种网络应用的实现。
本文将重点探讨网络协议的作用。
一、数据传输和路由网络协议在数据传输和路由方面发挥着关键作用。
在互联网中，数据的传输通常采用分组交换的方式。
通过分组交换，数据可以被分成多个小块进行传输，并且可以通过不同的路径和中转节点进行传输。
这些路径和中转节点的选择依赖于路由算法，而这些算法也是网络协议的一部分。
网络协议通过定义数据分组的格式、传输过程中的错误检测和纠正机制以及数据传输的控制流程，保证了数据能够正确、快速地传输到目标节点。
同时，网络协议也负责进行路由选择，通过评估不同路径之间的距离和负载等因素，选择最佳路径将数据从源节点传送到目标节点，提高了网络传输的效率和可靠性。
二、网络连接和通信另一个重要的作用是网络协议在网络连接和通信方面的功能。
通过网络协议，计算机可以建立和维护与其他计算机的连接，并进行数据的交换和通信。
一个常见的网络协议就是TCP/IP协议套件，它提供了可靠的数据传输、面向连接的通信和网络互联等功能。
网络协议还负责处理数据的分段与重组，控制数据的流量以及进行错误检测和纠正。
这些功能保证了网络通信的稳定和可靠性。
通过网络协议，计算机可以进行各种各样的网络通信，如电子邮件、文件传输、聊天和远程登录等。
网络协议的存在使得全球用户可以方便地进行信息交流和资源共享。
三、网络安全和数据隐私在网络使用的过程中，网络协议也扮演着保护网络安全和数据隐私的重要角色。
网络协议通过加密、身份验证、访问控制等机制，确保网络通信的安全。
这些机制可以防止恶意攻击和未经授权的访问，保护用户的隐私和数据的机密性。
此外，网络协议也可以提供防火墙、入侵检测和网络监视等功能，帮助用户检测和防范潜在的网络威胁。
通过网络协议提供的安全措施，用户可以更加放心地使用网络进行各种活动，如在线银行、网上购物和个人信息的传输等。
(计算机网络技术)04以太网基础
以太网发展历程
总结词
以太网的发展经历了从10Mbps到100Gbps的多个阶 段，以太网技术不断演进，以满足更高的网络性能需 求。
详细描述
以太网的发展历程可以分为多个阶段。最初是以太网 的原始版本，数据传输速率仅为2.94Mbps。随后， 以太网技术不断演进，出现了10Mbps的以太网、快 速以太网、千兆以太网、万兆以太网等不同版本，数 据传输速率逐渐提升。近年来，随着云计算、大数据 等技术的快速发展，以太网技术又迎来了新的挑战和 机遇，出现了40Gbps、100Gbps甚至更高速率的以 太网。
03
以太网网卡支持 10Mbps和100Mbps的 传输速率，以及全双工 和半双工模式。
04
常见的以太网网卡接口 类型包括RJ-45和BNC。
以太网集线器
01
02
03
04
以太网集线器是网络中的基础 设备，用于连接多个以太网设
备。
它采用共享带宽的方式工作， 所有端口共享总带宽。
以太网集线器不具备交换功能 ，无法实现端口之间的快速数
(计算机网络技术)04 以太网基础
目录
• 以太网概述 • 以太网协议 • 以太网硬件 • 以太网技术 • 以太网安全性 • 以太网未来发展
01
以太网概述
以太网定义
总结词
以太网是一种局域网技术，采用CSMA/CD协议，以共享介质的方式实现计算机之间的 通信。
详细描述
以太网是一种基于总线型的局域网技术，通过使用双绞线或光纤等传输介质，将多台计 算机连接在一起，形成一个网络。在网络中，计算机之间通过以太网交换机或集线器进
防火墙
通过设置访问控制列表，限制特定IP 地址或MAC地址的设备访问网络资源。
因特网的重要协议
02 HTTP协议
HTTP协议的工作原理
01
HTTP协议是一种基于请求和响应模式的协议，通过客户端和服务器 之间的交互实现信息传输。
02
客户端向服务器发送请求，服务器接收请求后返回响应，客户端接收 到响应后进行后续处理。
03
HTTP协议支持多种请求方法，如GET、POST、PUT、DELETE等， 用于不同的信息获取和操作需求。
SMTP协议基于客户端-服务器架构，客户端 （邮件发送者）和服务器（邮件接收者）之 间通过SMTP协议进行通信。
发送邮件时，发送者使用SMTP协议 将邮件发送到接收者的邮件服务器， 接收者的邮件服务器再使用SMTP协 议将邮件转发给接收者。
SMTP协议的应用场景
01
个人和企业用户通过SMTP协议将电子邮件发送到接
DNS协议的重要性
1
DNS协议是互联网的基础设施之一，没有DNS协 议，用户将无法通过域名访问互联网上的资源。
2
DNS协议的解析速度直接影响到用户访问网站的 速度，因此DNS协议的性能优化也是非常重要的。
3Hale Waihona Puke DNS协议的安全性也至关重要，因为一旦DNS服 务器遭到攻击或被篡改，可能会导致大量的网络 流量被劫持或网站被篡改。
因特网的重要协议
contents
目录
• TCP/IP协议 • HTTP协议 • DNS协议 • FTP协议 • SMTP协议
01 TCP/IP协议
TCP协议
TCP（传输控制协议）是一种面向连接的协议，提 供可靠的数据传输服务。
TCP通过建立连接、数据传输和断开连接等步骤， 确保数据的顺序和完整性。
TCP/IP协议是互联网的基础，实现了不同类型计算机和网络之间的互联互 通。
计算机网络基础说课稿
THANKS
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第二阶段
形成网络的计算机网络。20世纪70年代， ARPANET逐渐发展成为一个覆盖全美的分布式网 络，实现了多个计算机之间的数据共享和信息交 换。
第四阶段
因特网时代。20世纪90年代，因特网（Internet ）的出现和发展，使得计算机网络成为全球性的 信息基础设施，实现了全球范围内的信息共享和 交流。
计算机网络基础说课稿
汇报人： 202X-12-20
• 课程概述 • 计算机网络基础知识 • 计算机网络体系结构 • 局域网技术 • 广域网技术 • 网络互联技术
01
课程概述
课程目标
01
02
03
04
掌握计算机网络的基本概念、 原理和协议
理解计算机网络分层结构、 TCP/IP协议栈和网络安全
能够进行网络设备配置、网络 服务和应用部署
OSI参考模型
层次结构
OSI参考模型将计算机网络体系结构 划分为七个层次，从上到下依次是应 用层、表示层、会话层、传输层、网 络层、数据链路层和物理层。
功能描述
每个层次都有其特定的功能，例如应 用层负责应用程序间的通信，网络层 负责数据包的发送和接收等。
TCP/IP模型
层次结构
TCP/IP模型将计算机网络体系结 构划分为四个层次，从上到下依 次是应用层、传输层、网络层和 网络接口层。
局域网拓扑结构
01
02
03
总线型拓扑结构
所有设备连接在一条共享 的总线上，适用于设备数 量较少的场景。
星型拓扑结构
每个设备都直接连接到一 个中心节点，适用于设备 数量较多的场景。
环型拓扑结构
设备连接成环状，数据传 输方向单一，适用于光纤 传输等场景。
IP网络技术路由交换路由算法MPLS
❖RIP 是一种分布式的、基于距离向量的路 由选择协议。
❖RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要 维护从它自己到其他每一个目的网络的距 离记录。
“距离”的定义
❖内部网关协议 IGP (Interior Gateway Protocol)
▪ 在一个自治系统内部使用的路由选择协议。 ▪ 目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和
OSPF 协议。
❖外部网关协议 EGP (External Gateway Protocol)
▪ 若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据 报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种 协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。 这样的协议就是外部网关协议 EGP。
❖实际的路由选择算法，应尽可能接近于理 想的算法。
❖路由选择是个非常复杂的问题
▪ 它是网络中的所有结点共同协调工作的结果。
▪ 路由选择的环境往往是不断变化的，而这种变 化有时无法事先知道。
NJUPT 106
从路由算法的自适应性考虑
❖静态路由选择策略——即非自适应路由选 择，其特点是简单和开销较小，但不能及 时适应网络状态的变化。
这里要指出两点
NJUPT 106
❖互联网的早期 RFC 文档中未使用“路由器” 而是使用“网关”这一名词。但是在新的 RFC 文档中又使用了“路由器”这一名词。 应当把这两个术语当作同义词。
❖IGP 和 EGP 是协议类别的名称。但 RFC 在使用 EGP 这个名词时出现了一点混乱， 因为最早的一个外部网关协议的协议名字 正好也是 EGP。因此在遇到名词 EGP 时， 应弄清它是指旧的协议 EGP 还是指外部网 关协议 EGP 这个类别。
网络技术基础(超详细)
一、网络基础知识简介（4/7）
（三）网络互联典型设备————物理层设备（2/2）
2、中继器
中继器（Repeater）：在物理层中实现透明的二进制比特复制，以补偿信号衰减。中继 器是物理层连网设备，其功能是将一个 LAN的连接范围扩大。在一个以太网中，最多 不能超过4个中继器的级连。 集线器可以说是一种特殊的多端口中继器，其优点是当网络中某个节点出现故障，不 会影响到其他节点上。
主机A 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
对等层通讯
Application Header DATA Presentation Header DATA Session Header DATA
主机B 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
数据段(Transport Header) 数据分组 (Network Header DATA) 数据帧(Frame Header DATA) 比特流(010101001101)
3、设备互联
（1）双绞线制作：直通线和交叉线。 直通线：普遍采用EIA/TIA568B标准制作网线
橙白—１，橙—２，绿白—３，蓝—４，蓝白—５， 绿—６，棕白—７，棕—８ 按标准布线可以：一便于维护，二线路内部各线对之间消除干扰。
交叉线：一头按568B，另一头按568A制作： （2）设备互联：
网卡与网卡：交叉线； 网卡与集线器：直通线； 集线器与集线器：交叉线（若有级联口则用直通线，一般标有UPLINK）； 交换机与光收发模块：直通线； 光收发器与光收发器：RX与TX交叉连接。
一、网络基础知识简介（7/7）
（三）网络互联典型设备————小结
1、传统集线器：它是一层设备，传输效率比较低。冲突的产生降低了以太网的带宽，而且这种情况 又是不可避免的。所以，当导线上的节点越来越多后，冲突的数量将会增加。 2、二层交换机：显而易见的解决方法是限制以太网导线上的节点，需要对网络进行物理分段。 网桥和交换机的基本作用是只发送去往其他物理网段的信息。所以，如果所有的信息都只发往本地 的物理网段，那么网桥和交换机上就没有信息通过。这样可以有效减少网络上的冲突。网桥和交换 机是基于目标MAC（介质访问控制）地址做出转发决定的，它们是二层设备。
第04章 IP网络应用习题与答案
第4章IP网络技术及应用一、选择题1．一个VLAN可以看作是一个 B 。
A．冲突域B．广播域C．管理域D．阻塞域2．下列不是VLAN的划分方法的是 D 。
A．基于设备的端口B．基于协议C．基于MAC地址D．基于物理位置3．关于VLAN，下面不正确的说法是 D 。
A．隔离广播域B．相互间通信要通过路由器C．可以限制网上的计算机相互访问得权限D．只能够在同一个物理网络上的主机进行逻辑分组4．网络中的计算机可以借助通信线路相互传递信息，共享软件、硬件与 B 。
A．打印机B．数据C．磁盘D．复印机5．在我国Internet又称为 D 。
A．邮电通信网B．数据通信网C．企业网D．Internet 6．Internet是全球最具有影响力的计算机互联网络，也是全世界范围重要的 A 。
A．信息资源库B．多媒体网C．Internet D．销售网7．接入Internet的主机即可以是信息资源及服务的使用者，也可以是信息资源及服务的 C 。
A．多媒体信息B．信息C．提供者D．语音信息8．Internet主要由4个部分组成，包括：路由器、主机、信息资源与 D 。
A．数据库B．销售商C．管理员D．通信线路9．TCP/IP是Internet中计算机之间通信所必须共同遵循的一种 A 。
A．通信规划B．信息资源C．软件D．硬件10．IP地址能够唯一地确定Internet上的每台计算机与每个用户的 C 。
A．距离B．时间C．位置D．费用11．不是IP地址，而是 B 。
A．硬件编号B．域名C．密码D．软件编号12．WWW服务是Internet上最方便与最受用户欢迎的 B 。
A．数据库计算机方法B．信息服务类型C．数据库D．费用方法13．WWW浏览器是用来浏览Internet上主页的 B 。
A．数据B．信息C．硬件D．软件14．elle@是一种典型的用户 C 。
A．数据B．信息C．电子邮件地址D．WWW地址15．我们将文件从FTP服务器传输到客户机的过程称为 A 。
全国计算机等级考试三级网络技术考点
全国计算机等级考试三级网络技术考点全国计算机等级考试三级网络技术是一项具有一定难度和专业性的考试，对于想要在网络技术领域有所提升和证明自己能力的考生来说，了解考点是备考的关键。
以下将为大家详细介绍三级网络技术考试的主要考点。
一、网络技术基础这部分考点涵盖了计算机网络的基本概念，包括网络的定义、分类、拓扑结构等。
考生需要理解 OSI 参考模型和 TCP/IP 模型的各层功能、协议及数据封装和解封装的过程。
同时，还需掌握常见的网络设备，如集线器、交换机、路由器等的工作原理和特点。
在网络分类方面，要清楚地知道局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）的区别，以及它们所采用的不同技术和协议。
对于网络拓扑结构，如总线型、星型、环型、树型和网状型等，要了解其优缺点和适用场景。
二、网络操作系统网络操作系统是管理网络资源和提供网络服务的核心软件。
考生需要熟悉常见的网络操作系统，如 Windows Server、Linux 等。
重点掌握网络操作系统的安装、配置和管理，包括用户和组的管理、文件系统的管理、共享资源的设置、网络服务的配置（如 DNS、DHCP、Web 服务、FTP 服务等）。
此外，还要了解网络操作系统的安全机制，如用户认证、访问控制、防火墙设置等。
三、网络互联与 Internet 技术网络互联是将不同的网络连接在一起，实现资源共享和通信。
这部分考点包括网络互联设备（如网桥、网关、路由器等）的配置和使用，以及网络互联协议（如 IP 地址、子网掩码、网关、路由协议等）的设置。
对于 Internet 技术，要熟悉 Internet 的接入方式（如拨号接入、ADSL 接入、光纤接入等），以及Internet 服务（如电子邮件、万维网、远程登录、文件传输等）的原理和应用。
同时，还要掌握 IPv4 和 IPv6 协议的特点和转换技术。
四、网络管理与网络安全网络管理是保障网络正常运行和提高网络性能的重要手段。
网络基础IPq
四、 IP地址分类
前缀部分需要足够的位数以允许分 配唯一的网络号给互联网上的每一个物 理网络。 后缀部分也需要足够位数以允许从 属于网络的每一台计算机都分配一个唯 一的后缀。
由于一个互联网包括任意的网络技术， 所以可能一个互联网由少量大的物理网络构 成，而同时另外一个互联网由许多小的网络 构成。 为了解决这个问题，设计人员选择了一 个能满足大网和小网组合的折衷编址方案。 这个方案将IP地址空间划分为五类： 三个基本类: A 类、B 类、C 类 一个组播类： D 类 一个保留类： E 类
七、IP地址空间的划分
IP分类方案并不把32位地址空间划分 为相同大小的类，各类包含网络的数目并 不相同。
分配给前缀和后缀的位数决定了 能分配多少个不同的网络数和主机数。 例如， n位前缀允许2n个不同的网络， m位后缀允许在给定的网络上分配2m 台主机。
八、特殊IP地址 在所有的IP地址中，定义拉一套 特殊地址格式，称为保留地址。这些 特殊地址从不分配给任何一台主机。
一、IP 概述
网络互联的目的是提供一个无缝的通信系统。 为达到这个目标，互联网协议必须屏蔽物理网络的 具体细节，并提供一个大虚拟网的功能。虚拟互联 网操作像任何网络一样操作，允许计算机发送和接 受信息包。 互联网和物理网的主要区别是互联网仅仅是设 计者想象出来的抽象物，完全由软件产生。设计者 可在不考虑物理硬件细节的情况下自由选择地址、 包格式和发送技术。
子网络规划同样需要设定域地址与网络广播 地址。如同域地址提供执行各网络域识别的功能 一般，子网络系统以子网络域地址进行子网络域 的识别。
网络单元 子网络单元 子网络域地址 NNNN…NN SSSS…SS 子网络广播地址 网络单元 子网络单元 NNNN…NN SSSS…SS 主机单元 0000…00 主机单元 1111…11
2024版《计算机网络技术基础》课程教案(完整版)
数据编码与调制技术
数据编码
数据编码是指将原始数据转换为适合传输的信号形式，常见的编码方式包括非归零编码、曼 彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。
调制技术
调制技术是指将数字信号转换为模拟信号进行传输的过程，常见的调制方式包括幅移键控、 频移键控和相移键控等。
编码与调制的关系
编码和调制是相互关联的过程，编码后的数字信号需要通过调制转换为适合传输的模拟信号， 而接收端则需要通过解调将模拟信号还原为数字信号进行解码。
分段和重组。
会话层
负责建立、管理和终止 会话，以及同步活动。
表示层
负责数据的表示、转换 和加密等操作。
应用层
提供网络应用服务，如 文件传输、电子邮件、
远程登录等。
TCP/IP协议族及其层次结构
01
02
03
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网络接口层
对应于OSI的物理层和数据链 路层，负责数据的接收和发送。
网络层
实现IP协议，负责路由选择和 分组转发。
防范措施
为了应对网络安全威胁，需要采取一系列防范措施，如安装杀毒软件、定期更新操作系统和应用程序补丁、 限制不必要的网络访问、使用强密码并定期更换、备份重要数据等。
安全意识和培训
提高用户的安全意识和技能是防范网络安全威胁的关键，因此需要定期开展网络安全培训和演练，提高用户 的防范意识和应急响应能力。
拨号接入
通过拨打电话线的方式， 将计算机连接到广域网 中。这种方式成本较低， 但传输速率较慢且不稳
定。Leabharlann 宽带接入利用宽带技术（如DSL、 Cable Modem等）将 计算机连接到广域网中。 这种方式具有较高的传 输速率和较好的稳定性， 是目前较为常见的接入
方式。
互联网上使用的基本通信协议是
竭诚为您提供优质文档/双击可除互联网上使用的基本通信协议是篇一：第三节tcpip协议因特网的互联基础一、tcp/ip协议---因特网的互联基础tcp/ip（transmissioncontrolprotocol/internetprotocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议。
tcp/ip是一个四层的分层体系结构。
tcp/ip定义了计算机如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
这个协议是internet最基本的协议、internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由传输层的tcp协议和网络层的ip协议组成的。
高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件分组打包。
低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
学业水平考试例题：（1）tcp/ip协议共分几层()a.2b.3d.5（2）osi参考模型和tcp/ip协议体系分别分成几层()a.7和7b.4和7c.7和4d.4和4（3）因特网使用的互联协议是()a.ipx协议c.appletalk协议beui协议(4)网络协议是支撑网络运行的通信规则，因特网上最基本的通信协议是()a.Ftp协议b.tcp/ip协议c.udp协议d.pop3协议二、ip地址（1）ip地址是互联网计算机的唯一标识，类似于每个人都有一个身份证号码一样。
tcp/ip协议是按照ip地址来识别计算机并传输数据的。
ip地址的取得必须向因特网域名与地址管理机构（icann：internetcorporationforassignednamesandnumbers）申请才能获得。
ip地址由32位二进制数构成，每8位一组，共占用4个字节。
例如：11001010.01111111.00010010.00101101为方便起见，将ip地址表示为4段十进制数字，每段数字用下圆点“.”分隔。
格式为：hhh.hhh.hhh.hhhhhh在0~255之间取值如：201.127.18.45（2）ip地址的四段分成两部分：主机地址区域和主机所在的网络地址区域。
TCP-IP协议_百度百科
互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。
网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。
TCP/IP中的协议
以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的：
在阿帕网（ARPR）产生运作之初，通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多，大部分电脑相互之间不兼容，在一台电脑上完成的工作，很难拿到另一台电脑上去用，想让硬件和软件都不一样的电脑联网，也有很多困难。当时美国的状况是，陆军用的电脑是DEC系列产品，海军用的电脑是Honeywell中标机器，空军用的是IBM公司中标的电脑，每一个军种的电脑在各自的系里都运行良好，但却有一个大弊病：不能共享资源。
两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认：收包的IP地址。
源端口 源系统上的连接的端口。
目的端口 目的系统上的连接的端口。
端口是一个软件结构，被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些端口号是‘广为人知’的，因为在建立与特定的主机或服务的连接时，需要这些地址和目的地址进行通讯。
G.Cerf）。正是他的努力，才使今天各种不同的电脑能按照协议上网互联。瑟夫也因此获得了与克莱因罗克（“因特网之父”）一样的美称“互联网之父”。
瑟夫从小喜欢标新立异，坚强而又热情。中学会书时，就被允许使用加州大学洛杉矶分校的电脑，他认为“为电脑编程序是个非常激动人心的事，…只要把程序编好，就可以让电脑做任何事情。”1965年，瑟夫从斯坦福大学毕业到IBM的一家公司当系统工程师，工作没多久，瑟夫就觉得知识不够用，于是到加州大学洛杉矶分校攻读博士，那时，正逢阿帕网的建立，“接口信号处理机”（IMP）的研试及网络测评中心的建立，瑟夫也成了著名科学家克莱因罗克手下的一位学生。瑟夫与另外三位年轻人（温菲尔德、克罗克、布雷登）参与了阿帕网的第一个节点的联接。此后不久，BBN公司对工作中各种情况发展有很强判断能力、被公认阿帕网建成作出巨大贡献的鲍伯·卡恩（Bob
计算机网络与通信的基础知识和协议
计算机网络与通信的基础知识和协议在当今数字化时代，计算机网络和通信技术的发展变得日益重要。
无论是在我们的日常生活中还是在商业领域，计算机网络和通信都扮演着至关重要的角色。
本文将介绍计算机网络和通信的基础知识，并探讨一些常见的网络协议。
一、计算机网络的基础知识1. 网络拓扑结构在计算机网络中，有几种常见的网络拓扑结构，包括总线型、星型和环型等。
总线型拓扑结构是最简单的结构，所有设备都连接到同一条总线上。
星型拓扑结构中，每个设备都连接到一个中央集线器或交换机。
环型拓扑结构中，每个设备都与其前后相邻的设备相连。
2. 网络协议网络协议是计算机网络中的沟通规则，用于确保不同设备之间的通信顺利进行。
常见的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议和SMTP 协议等。
TCP/IP协议是互联网最常用的协议套件，它包括多个协议，如IP协议、TCP协议和UDP协议等。
3. IP地址和子网掩码IP地址是计算机在网络中的唯一标识符，用于确定计算机的位置。
IP地址由32位二进制数组成，通常以四个十进制数表示，如192.168.0.1。
子网掩码用于将IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。
二、常见的网络协议1. TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网上使用最广泛的协议套件。
它基于分层的设计模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
TCP/IP 协议提供可靠的数据传输，确保数据包的顺序和完整性。
2. HTTP协议HTTP协议是用于在客户端和服务器之间传输超文本的协议。
它使用请求-响应模型，客户端发送请求，服务器返回响应。
HTTP协议使用的是无状态的连接，即服务器不会保存客户端的状态信息。
3. SMTP协议SMTP协议是用于电子邮件传输的协议。
它定义了客户端和服务器之间的通信规则，用于发送和接收电子邮件。
SMTP协议使用TCP连接来传输邮件，并使用基于文本的命令和响应交互。
4. FTP协议FTP协议是用于文件传输的协议。
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地址解析在协议栈中的位置
地址解析是在物理地址上加的一层地址机制，通常被看作 是 IP 层以下的功能，可认为是物理网络的一部分。
7
ARP 的过程
ARP 请求 ARP 应答 IP=192.1.0.2 PA=YYY PA=?
X
IP= 192.1.0.1 PA= XXX
Y
IP=192.1.0.2 PA=YYY
4
子网功能
封装和成帧
通过链路层封装，便可以在子网介质中传输高层协议的包， 并将各种高层的包区分开来，例如是IP包还是其他协议栈 的包。 利用成帧或者向高层协议包前加数据链路层帧头（有时还 要加上帧尾）的过程，可以完成大量比特序列的同步传输。 每个帧都以一个位模式开头，目的端可以据此和发送方的 时钟取得同步。
202.115.12.34
3.Disable local interface: 202.115.12.34
Windows2000 Workstation B (normal startup)
19
ARP的实现
采用高速缓存（cache）提高效率 信源主机在 ARP 请求中，加入其自身的 （IP 地址，物理地址）绑定关系 主机在向网络广播（IP 地址，物理地址） 绑定关系的时候，网络上的所有主机都可 将其存入高速缓存 主机加入网络时，将主动广播（IP 地址， 物理地址）的绑定关系
应用数据
版 头 服务 分组 标 标 分段 生存 协 分组头 源地址 本 长 类型 总长度 识 志 偏移 时间 议 校验和 号 度
目的 地址
选项
24
IP 分组的结构
IP 分组的构成：分组头 + 数据
0 4 8 16 19 24 31
版本 V 头长HL 服务类型 TOS 标识符 Identification 生存时间 TTL 协议 Protocol
15
Four Cases Using ARP: 4
Target IP address: Receiver Host Destination address in the IP datagram Sender
LAN
Router Case4: A router receives a packet to be sent to a host on the same network
A
IP=192.1.0.3 PA=AAA
B
IP=192.1.0.4 PA=BBB
8
RARP 的过程
RARP 请求 RARP 应答 PA = ddd IP = 192.1.0.1 IP = ?
X
IP= ? PA= ddd
Y
RARP 服务器
A
主机
B
主机
PA
IP
ddd 192.1.0.1
9
RARP--从物理地址到IP地址的映射
RARP协议采用服务器模式来构成，请求IP地址的无盘工作站 向网络上的RARP服务器请求IP地址。 RARP服务器内部存在记录各主机IP地址与物理地址映射关系 的数据库，可根据RARP请求查找数据库，并对发送请求的主 机做出应答。 发出RARP请求的主机采用超时重发的方式，以解决RARP请 求/应答的丢失（或服务器未处理）的情况。 RARP服务器可采用多服务器配置，主机接受各RARP服务器 的应答，但只使用第一个应答。 为每个请求的主机设一个主服务器，其他为次服务器，正常情 况下只有主服务器对RARP请求做出响应。次服务器监听主服 务器的工作是否正常。如果主服务器不能响应（过载或故障）， 次服务器能够判断（连续受到两次RARP请求而没有应答）出 并立即给出应答。
采用端到端可靠性的优点：
简化 IP 层协议的实现 实现效率高
23
IPv4 分组
IP 分组
IP 头 —— 网络层（IP 协议）的协议控制单元 传输头 —— 传输层（TCP/UDP）的协议控制单元 净荷 —— 承载应用层的数据，可变长度
最大 64K Bytes
Data Link
帧头
IP 头
传输层头
UDP/TCP
10
ARP/RARP 的格式
1 硬件 协议 硬件 地址 类型 类型 长度 2 2 1 协议 地址 长度 2 6 4 6 4
操 作
源硬件 地址
源 IP 地址
目的硬 目的IP 件地址 地址
1：ARP 请求 3：RARP请求
2：ARP 应答 4：RARP应答
ARP/RARP 分组封装在数据链路帧中传送
ARP/RARP 分组 帧头 净荷 CRC 数据帧
10.87.174.64 1 10.87.174.65 1 10.87.174.66 1 10.87.174.67 1 10.87.174.71 1
0x0800021CF3FA Ethernet Static 0x00401002E278 Ethernet ARP 0x0000861826F6 Ethernet ARP 0xFFFFFFFFFFFF Ethernet Static
IGMP IGMP
IP
ARP ARP
RARP RARP
2
地址解析
3
在大多数现有的子网技术上如何运行IP都存在相应的 规范。为了使某个端站能够发送一个链路层帧，必须 知道链路层的目的地址。在IP模型中，获取相邻接点 链路层地址的过程通常称为地址解析。 IP的地址解析协议（ARP）可以运行在任何具有“广 播能力”的子网层上。例如，以太网、令牌环网， FDDI和其它一些具有广播功能的LAN。 由于WAN通常缺乏广播能力，所以在WAN上进行地 址解析必须使用和简单LAN条件下完全不同的一种机 制。每个WAN技术的独特功能决定了与在WAN环境 中不存在通用的地址解析协议。
Gratuitous ARP
计算机使用Gratuitous ARP将自己的IP地址通知所在本地 计算机使用Gratuitous ARP将自己的IP地址通知所在本地 网络, 从而避免在同一子网上出现相同的IP地址 网络, 从而避免在同一子网上出现相同的IP地址
Operations on Windows NT When starting, a Windows NT host will perform a gratuitous ARP up to 3 times: 1 time when the TCP/IP stack times: initializes, and 2 more times after 0.5 and 1 second intervals, if no response is received Whenever a statically configured IP address is changed, Windows NT sends a single gratuitous ARP If Windows NT receives a response to a gratuitous ARP, it disables the interface that issued the gratuitous ARP
13
Four Cases Using ARP: 2
Target IP address: Sender Host IP address of the default router
Receiver
LAN
Router Case2: A host wants to send a packet to another host on another network
标志Flag
总长度 TLEN 分片偏移量 Offset 分组头校验和 Checksum
源 IP 地址 Source 目的 IP 地址 Destination IP 选项 Option 填充 Pad
数据
：
25
IPv4 分组头
版本号（Version）：
IP 协议存在两个版本：IPv4 和 IPv6，目前的版本为 4
11
ARP包示例
00 01 08 00 06 04 00 02 00 05 5D 06 14 18 CA 73 0C 22 00 90 27 A7 98 41 CA 73 0C 21 以太 IPv4 以字节为单位的物理地址长度 以字节为单位的IP地址长度 以字节为单位的 地址长度 ARP应答 应答 发送站物理地址 发送站IP地址 发送站 地址 接收站物理地址 接收站IP地址 接收站 地址
子网层帧头 子网层帧尾
SOF
地址
控制
IP数据
FCS EOF
子网帧的一般格式
5
地址解析
确实存在某些ARP变体能够支持在某些WAN子网上 进行地址解析
FR上的反向地址解析InARP ATM-ARP用于CIPoA NHRP用于MPOA
对于没有定义ARP变体的子网来说，需要静态配置每 个有关的映射。 即便存在ARP变体，静态映射由于特别稳定仍然倍受 关爱。相邻节点的WAN地址通常具有很长的生命期， 而动态ARP主要用于减轻新的相邻站点的任务。
20
地址转换表（ARP Cache）
地址
224.0.0.1 224.0.0.2
端 口
类 型
介质地址
头格式
地址源
-- Multicast -- Multicast Broadcast Local External External Broadcast
0x01005E000001 Ethernet Static 0x01005E000002 Ethernet Static 0xFFFFFFFFFFFF Ethe Address Test
Windows2000 Workstation A 202.115.12.34 (duplicate address)
2.ARP reply: duplicate address 1.ARP request: 202.115.12.34 4. ARP request: as if from A