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ip基础知识培训在当今数字化的时代，互联网已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而在互联网中，IP（Internet Protocol，互联网协议）更是扮演了至关重要的角色。
本文将为大家介绍IP的基础知识以及其在互联网中的作用。
一、IP的定义及作用IP是一种网络层协议，它的作用是为互联网上的每一台设备（如电脑、手机、路由器等）分配一个唯一的标识符，以便实现互联网中的通信和数据传输。
每个设备通过IP地址来进行标识和寻址，就像我们现实生活中的门牌号码一样。
二、IP地址的结构IP地址由32位二进制数组成，通常以四组数字表示（如192.168.0.1）。
其中，每组数字的取值范围是0到255，通过点分十进制的形式来表示，方便人们识别和记忆。
IP地址可以分为两部分，网络地址和主机地址，网络地址用于标识网络，主机地址用于标识网络中的具体设备。
三、IPv4和IPv6目前，主要使用的IP版本是IPv4（Internet Protocol version 4），它采用32位地址，最大可以支持40多亿个地址。
然而，随着互联网的快速发展和设备数量的不断增加，IPv4的地址空间已经不够用了。
因此，IPv6（Internet Protocol version 6）被推出，它采用128位地址，可以提供更加广阔的地址空间，以应对未来互联网的需求。
四、IP分配方式IP地址的分配方式有两种：静态IP和动态IP。
静态IP是指由网络管理员手动为设备分配的固定IP地址，一旦分配就不会改变。
而动态IP是指由DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）自动为设备分配的IP地址，每次设备连接互联网时都可能会改变。
五、子网掩码子网掩码用于划分IP地址的网络地址和主机地址，它与IP地址一起使用，确定网络中的子网数量和每个子网中可用的IP地址数量。
子网掩码通常也以32位二进制的形式表示，其中网络部分的位置为1，主机部分的位置为0。
IP组播概述
1.通过单播/广播/组播实现点到多点的传输；区别在于单播同一时刻
只能向一个点传输，而广播可以同时向同一网段多点传输，容易形成信息泛滥，组播（基于UDP协议）将在同一时刻对指定接受者发送，可以跨网段并有效提高链路利用率
2.IANA将D类地址空闲分配给IPV4组播使用，范围：
224.0.0.0~239.255.255.255
本地管理组播地址：239.0.0.0~239.255.255.255;组播MAC地址：01-00-5e-xx-xx-xx
3.组播组管理协议运行于主机和路由器之间的协议，为IGMP（因特
网组播管理协议）
4.组播分发树为组播数据的转发路径，模型分为：（SPT 也称为“源
树”）最短路径树模型，（RPT）共享树，组播转发机制以逆向路径转发，以判断报文是否从树根以最短路径发送而来（组播转发的时候关心报文从哪里来）
5.组播路由可分为：域内组播和域间组播路由协议
6.组播协议体系：PIM（组播路由协议），
MSDP（域间组播路由协议），IGMP（组播管理协议）
7.组播模型：根据接受者对组播源处理方式的不同,可分为：ASM（任
意信源组播），SSM（指定信源组播），区别在于SSM的接收者已提前知道了组播源的具体位置。
1 IP组播基础说明本章所涉及的路由器和路由器图标，是指一般意义下的路由器或三层交换机。
1.1 IP组播简介1.2 IP组播原理描述1.3 IP组播应用场景1.1 IP组播简介定义作为IP传输三种方式之一，IP组播通信指的是IP报文从一个源发出，被转发到一组特定的接收者。
相较于传统的单播和广播，IP组播可以有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以被广泛应用于IPTV、实时数据传送和多媒体会议等网络业务中。
目的传统的IP通信有两种方式：单播（Unicast）和广播（Broadcast）。
●对于单播通信，信息源为每个需要信息的主机都发送一份独立的报文。
●对于广播通信，信息源将信息发送给该网段中的所有主机，而不管其是否需要该信息。
如果要将数据从一台主机发送给多个主机而非所有主机，可以采用广播方式，也可以由源主机采用单播方式向网络中的多台目标主机发送多份数据，如图1-1所示。
图1-1 采用单播和广播方式进行点到多点传输数据示意图Packets for HostARouterC RouterFReceiverPackets for HostCUnicast transmissionPackets for all hostsHostC ReceiverReceiverBroadcast transmission●采用单播方式时，网络中传输的信息量与需要该信息的用户量成正比。
当需要该信息的用户数量较大时，信息源需要将多份内容相同的信息发送给不同的用户，这对信息源以及网络带宽都将造成巨大的压力。
因此，该传输方式不利于信息的批量发送，只适用于用户稀少的网络。
●采用广播方式时，不需要接收信息的主机也将收到该信息，这样不仅信息的安全性得不到保障，而且会造成同一网段中信息泛滥。
因此，该传输方式不利于与特定对象进行数据交互，同时会浪费大量的带宽。
由上述可见，传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送、多点接收的问题。
组播（Multicast ）可以很好的解决点到多点的数据传输，如图1-2所示，源只发送一份数据，网络中只有需要该数据的主机（目标主机HostA 和HostC ）可以接收该数据，其他主机（HostB ）不能收到该数据。
利用IP组播技术传输视频信息随着全球互联网（Internet）的迅猛发展，上网人数正以几何级数快速增长，以因特网技术为主导的数据通信在通信业务总量中的比列迅速上升，因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。
Internet网络传输和处理能力的大幅提高，使得网上应用业务越来越多，特别是视音频压缩技术的发展和成熟，使得网上视音频业务成为Internet网上最重要的业务之一。
在Internet上实现的视频点播（VOD）、可视电话、视频会议等视音频业务和一般业务相比，有着数据量大、时延敏感性强、持续时间长等特点。
因此采用最少时间、最小空间来传输和解决视音频业务所要求的网络利用率高、传输速度快、实时性强的问题，就要采用不同于传统单播、广播机制的转发技术及QoS服务保证机制来实现，而IP组播技术是解决这些问题的关键技术。
一、IP组播技术的基础知识概述1．IP组播技术的概念IP组播（也称多址广播或多播）技术，是一种允许一台或多台主机（组播源）发送单一数据包到多台主机（一次的，同时的）的TCP/IP网络技术。
组播作为一点对多点的通信，是节省网络带宽的有效方法之一。
在网络音频/视频广播的应用中，当需要将一个节点的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点对点通信方式，还是采用广播方式，都会严重浪费网络带宽，只有组播才是最好的选择。
组播能使一个或多个组播源只把数据包发送给特定的组播组，而只有加入该组播组的主机才能接收到数据包。
目前，IP组播技术被广泛应用在网络音频/视频广播、AOD/VOD、网络视频会议、多媒体远程教育、"push"技术（如股票行情等）和虚拟现实游戏等方面。
2．IP组播地址和组播组IP组播通信必须依赖于IP组播地址，在IPv4中它是一个D类IP地址，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，并被划分为局部链接组播地址、预留组播地址和管理权限组播地址三类。
组播学习笔记一、基础知识1、组播的概念：使用组播的好处：一个源可以利用组播向多个目标发送数据（如：IGP的无类路由协议使用的组播）使用组播可以节省带宽和设备的cost…………组播的缺点：组播是基于UDP发送的。
（数据层面）2、RTP（real-time transport protocol）：实时传输协议，因为组播是基于UDP的，其传输是无序的，为了解决接受数据时有序的，就需要对数据的实时传输。
3、由于是基于UDP的所以他的传输和UDP一样都是尽力的传输。
没有拥塞避免机制。
因为是无序传输，需要利用RTP来解决。
在冗余拓扑中，可能让接受者收到多个一样的报文，可以通过PIM来解决。
4、组播应用的类型，a、1对多b、多对多（视频会议）c、多对15、组播的专用名词。
First-hop：第一跳路由器 Last-hop：最后一跳路由器IGMP：典型的个人ＰＣ和路由器之间沟通的协议。
6、PIM：协议无关的组播，即和运行的IGP没有关系。
7、ip地址的分类回顾：A类：0~127 B类：128~191 C类：192~223 D类：224~239其中D类是组播地址，不能被配置在设备的接口上。
在A类地址中127是被保留的特色地址，也就是我们常用的本地环回地址。
8、组播地址不能被当做源地址，只能被当做目标地址。
9、组播地址的细分：A、保留的本地链路地址：224.0.0.0~224.0.0.255B、公网组播地址：224.0.1.0~238.255.255.255保留的公网组播地址SSM（source specific multicast）指定源的组播（在CCSP中会涉及）这种协议时PIM的高级协议（232.0.0.0~232.255.255.255）GLOP地址（233.0.0.0~233.255.255.255）就是申请一个BGP的AS号会送一段组播地址，这段地址就是GLOP地址。
这个地址是可以根据AS号来算出来的，如下所示：如果AS：64521，那么所得组播地址是？？1、将64521转化成十六进制的数FC092、将FC09从中间断开得到FC 093、将FC和09 分别转化成两个十进制的数得到252 94、分别将这两个数字放在GLOP地址的第二位和第三位。
组播学习笔记一、基础知识1、组播得概念:使用组播得好处:一个源可以利用组播向多个目标发送数据(如:IGP得无类路由协议使用得组播)使用组播可以节省带宽与设备得cost…………组播得缺点:组播就是基于UDP发送得。
(数据层面)2、RTP(real-time transport protocol):实时传输协议,因为组播就是基于UDP得,其传输就是无序得,为了解决接受数据时有序得,就需要对数据得实时传输。
3、由于就是基于UDP得所以她得传输与UDP一样都就是尽力得传输。
没有拥塞避免机制。
因为就是无序传输,需要利用RTP来解决。
在冗余拓扑中,可能让接受者收到多个一样得报文,可以通过PIM来解决。
4、组播应用得类型,a、1对多b、多对多(视频会议)c、多对15、组播得专用名词。
First-hop:第一跳路由器 Last-hop:最后一跳路由器IGMP:典型得个人ＰＣ与路由器之间沟通得协议。
6、PIM:协议无关得组播,即与运行得IGP没有关系。
7、ip地址得分类回顾:A类:0~127 B类:128~191 C类:192~223 D类:224~239其中D类就是组播地址,不能被配置在设备得接口上。
在A类地址中127就是被保留得特色地址,也就就是我们常用得本地环回地址。
8、组播地址不能被当做源地址,只能被当做目标地址。
9、组播地址得细分:A、保留得本地链路地址:224、0、0、0~224、0、0、255B、公网组播地址:224、0、1、0~238、255、255、255保留得公网组播地址SSM(source specific multicast)指定源得组播(在CCSP中会涉及)这种协议时PIM得高级协议(232、0、0、0~232、255、255、255)GLOP地址(233、0、0、0~233、255、255、255)就就是申请一个BGP得AS号会送一段组播地址,这段地址就就是GLOP地址。
这个地址就是可以根据AS号来算出来得,如下所示:如果AS:64521,那么所得组播地址就是？？1、将64521转化成十六进制得数FC092、将FC09从中间断开得到FC 093、将FC与09 分别转化成两个十进制得数得到252 94、分别将这两个数字放在GLOP地址得第二位与第三位。
1.随着Internet网络的不断发展，网络中交互的各种数据、语音和视频信息越来越多，同时新兴的电子商务、网上会议、网上拍卖、视频点播、远程教学等服务也在逐渐兴起。
这些服务对信息安全性、有偿性、网络带宽提出了要求。
2.现代网络传输技术对以下两项目标给予更高的关注：a)资源发现b)点对多点的IP传输3.实现这两项目标有三种解决方案：单播（Unicast）、广播（Broadcast）、组播（Multicast）4.组播方式更适合点对多点的IP传输。
5.网络中存在信息发送者“源”，接收者A和C提出信息需求，网络采用单播方式传输信息。
6.采用单播（Unicast）方式时，系统为每个需求该信息的用户单独建立一条数据传送通路，并为该用户发送一份独立的拷贝信息。
由于网络中传输的信息量和需求该信息的用户量成正比，因此当需求该信息的用户量庞大时，网络中将出现多份相同信息流。
此时，带宽将成为重要瓶颈，单播方式较适合用户稀少的网络，不利于信息规模化发送。
7.网络中存在信息发送者“源”，接收者A和C提出信息需求，网络采用单播方式传输信息。
8.采用单播（Unicast）方式时，系统为每个需求该信息的用户单独建立一条数据传送通路，并为该用户发送一份独立的拷贝信息。
由于网络中传输的信息量和需求该信息的用户量成正比，因此当需求该信息的用户量庞大时，网络中将出现多份相同信息流。
此时，带宽将成为重要瓶颈，单播方式较适合用户稀少的网络，不利于信息规模化发送。
9.组播的优势主要在于：a)提高效率：降低网络流量、减轻服务器和CPU负荷。
b)优化性能：减少冗余流量、节约网络带宽、降低网络负载。
c)分布式应用：使多点应用成为可能。
10.组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。
利用网络的组播特性可以方便地提供一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视/音频会议等互联网的信息服务领域。
11.组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。
但由于组播技术是基于UDP的，所以同时也存在着不足之处：a)尽力而为：报文丢失是不可避免的。
因此组播应用程序不能依赖组播网络进行可靠性保证，必须针对组播网络的这个特点进行特别设计。
“可靠组播”目前仍然处于研究阶段。
b)没有拥塞避免机制：缺少TCP窗口机制和慢启动机制，组播可能会出现拥塞。
如果可能的话，组播应用程序应该尝试检测避免拥塞。
c)报文重复：某些组播协议的特殊机制（如Assert机制和SPT切换机制）可能会造成偶尔的数据包的重复。
组播应用程序应该容忍这种现象。
d)报文失序：同样组播协议有的时候会造成报文到达的次序错乱，组播应用程序必须自己采用某种手段进行纠正（比如缓冲池机制等）。
12.单播数据传输过程中，一个数据包传输的路径是从源地址路由到目的地址，利用“逐跳”（hop-by-hop）的原理在IP网络中传输。
然而在IP组播环境中，数据包的目的地址不是一个，而是一组，形成组地址。
所有的信息接收者都加入到一个组内，并且一旦加入之后，流向该组地址的数据立即开始向接收者传输，组中的所有成员都能接收到数据包，这个组就是“组播组”。
13.根据IANA（Internet Assigned Numbers Authority）规定，组播报文的目的地址使用D类IP地址，D类地址不能出现在IP报文的源IP地址字段。
14.D类组播地址范围是从224.0.0.0到239.255.255.255 。
15.ASM模型：ASM模型就是任意源组播模型。
在该模型中，任意发送者都可以成为组播源，向某组播组地址发送信息。
众多接收者通过加入由该地址标识的主机组，从而接收到发往该组播组的所有信息。
在ASM模型中，接收者无法预先知道组播源的位置，接收者可以在任意时间加入或离开该主机组。
16.SFM模型：SFM模型继承了ASM模型，从发送者角度来看，组播组成员关系完全相同。
SFM在功能上对ASM进行了扩展：上层软件对接收到的组播报文的源地址进行检查，允许或禁止来自某些组播源的报文通过。
最终，接收者只能接收到来自部分组播源的数据。
从接收者角度来看，只有部分组播源是有效的，组播源经过了筛选。
17.SSM模型：在现实生活中，用户可能仅对某些源发送的组播信息感兴趣，而不愿接收其它源发送的信息。
SSM模型为用户提供了一种能够在客户端指定信源的传输服务。
18.SSM模型和ASM模型的根本区别是接收者已经通过其他手段预先知道了组播源的具体位置。
SSM使用和ASM不同的组播地址范围，直接在接收者和其指定的组播源之间建立专用的组播转发路径。
19.永久组地址：IANA为路由协议预留的组播地址，用于标识一组特定的网络设备（也称为保留组播组）。
永久组地址保持不变，组成员的数量可以是任意的，甚至可以为零。
如224.0.0.5是为OSPF路由协议中预留的组播地址。
20.临时组地址：为用户组播组临时分配的IP地址，组成员的数量一旦为零，即取消。
21.224.0.0.0 到 224.0.0.255 为 IANA 预留的永久组地址，地址 224.0.0.0 保留不做分配，其它地址供路由协议及拓扑查找和维护协议使用。
该范围内的地址属于局部范畴，不论生存时间字段（TTL）值是多少，都不会被路由器转发；22.224.0.1.0到231.255.255.255，233.0.0.0到238.255.255.255为用户可用的ASM临时组地址，在全网范围内有效；23.232.0.0.0到232.255.255.255，为用户可用的SSM临时组地址，全网范围内有效。
24.239.0.0.0到239.255.255.255，用户可用的ASM临时组地址，仅在特定的本地管理域内有效，称为本地管理组播地址。
本地管理组播地址属于私有地址，在不同的管理域内使用相同的本地管理组播地址不会导致冲突。
25.以太网传输单播IP报文的时候，目的MAC地址使用的是接收者的MAC地址。
但是在传输组播报文时，传输目的不再是一个具体的接收者，而是一个成员不确定的组，所以使用的是组播MAC地址。
26.组播MAC地址用于在链路层上标识属于同一组播组的接收者。
27.IANA规定，组播MAC地址的高24bit为0x01005e，第25bit固定为0，低23bit为组播IP地址的低23bit。
28.组播协议包括用于主机注册的组播组管理协议，和用于组播选路转发的组播路由协议。
29.IGMP（Internet Group Management Protocol）在接收者主机和组播路由器之间运行，该协议定义了主机与路由器之间建立和维护组播成员关系的机制。
30.组播路由器之间运行组播路由协议，组播路由协议用于建立和维护组播路由，并正确、高效地转发组播数据包。
31.对于ASM模型，可以将组播路由分为域内和域间两大类。
32.组播路由形成了一个从数据源到多个接收端的单向无环数据传输路径，即组播分发树。
33.组播分发树的两个基本类型：源路径树和共享树。
34.源路径树：以组播源作为树根，将组播源到每一个接收者的最短路径结合起来构成的转发树。
由于源路径树使用的是从组播源到接收者的最短路径，因此也称为最短路径树（Shortest Path Tree，SPT）。
对于某个组，网络要为任何一个向该组发送报文的组播源建立一棵树。
35.共享树：以某个路由器作为路由树的树根，该路由器称为汇集点（Rendezvous Point，RP），将 RP 到所有接收者的最短路径结合起来构成转发树。
36.使用共享树时，对应某个组，网络中只有一棵树。
所有的组播源和接收者都使用这棵树来收发报文，组播源先向树根发送数据报文，之后报文又向下转发到达所有的接收者。
37.源路径树以组播源作为树根，将组播源到每一个接收者的最短路径结合起来构成的转发树。
38.源路径树使用的是从组播源到接收者的最短路径，也称为最短路径树（shortest path tree，SPT）。
对于某个组，网络要为任何一个向该组发送报文的组播源建立一棵树。
39.共享树以某个路由器作为路由树的树根，该路由器称为汇集点（Rendezvous Point，RP），将 RP 到所有接收者的最短路径结合起来构成转发树。
使用共享树时，对应某个组，网络中只有一棵树。
所有的组播源和接收者都使用这棵树来收发报文，组播源先向树根发送数据报文，之后报文又向下转发到达所有的接收者。
40.源路径树的优点是能构造组播源和接收者之间的最短路径，使端到端的延迟达到最小；但是付出的代价是，在路由器中必须为每个组播源保存路由信息，这样会占用大量的系统资源，路由表的规模也比较大。
41.共享树的最大优点是路由器中保留的状态可以很少，缺点是组播源发出的报文要先经过 RP，再到达接收者，经由的路径通常并非最短，而且对 RP 的可靠性和处理能力要求很高。
42.单播报文的转发过程中，路由器并不关心源地址，只关心报文中的目的地址，通过目的地址决定向哪个接口转发。
43.在组播中，报文是发送给一组接收者的，这些接收者用一个逻辑地址标识。
路由器在接收到报文后，必须根据源和目的地址确定出上游（指向组播源）和下游方向，把报文沿着远离组播源的方向进行转发。
这个过程称作 RPF （Reverse Path Forwarding，逆向路径转发）。
44.RPF 执行过程中会用到原有的单播路由表以确定上游和下游的邻接结点。
只有当报文是从上游邻接结点对应的接口（称作 RPF 接口）到达时，才向下游转发。
45.RPF 的作用除了可以正确地按照组播路由的配置转发报文外，还能避免由于各种原因造成的环路，环路避免在组播路由中是一个非常重要的问题。
46.RPF 的主体是 RPF 检查，路由器收到组播报文后，先对报文进行 RPF 检查，只有检查通过才转发，否则丢弃。
RPF 检查过程如下：a)路由器在单播路由表中查找组播源或 RP 对应的 RPF接口（当使用信源树时，查找组播源对应的 RPF 接口，使用共享树时查找 RP 对应的 RPF 接口），某个地址对应的 RPF 接口是指从路由器向该地址发送报文时的出接口；b)如果组播报文是从 RPF 接口接收下来的，则 RPF 检查通过，报文向下游接口转发；c)否则，丢弃该报文。
47.RPF检查的过程实际上是查找单播路由表的过程。
48.路由器接收到组播报文后，后查找单播路由表，检查到达组播源的出接口是否与接收到组播报文接口一致。
如果一致则认为合法，如果不一致则认为从错误接口收到报文，RFP检查失败，丢弃报文。
49.什么是组播？组播组使用一个IP组播地址标识，接收者A和C两个信息接收者加入该组播组后从而可以接收发往该组播组的数据。
