計算機的網(wǎng)絡身份-IP地址課件

IP地址：計算機的網(wǎng)絡身份IP地址是網(wǎng)絡中每臺計算機的唯一標識符。它就像現(xiàn)實世界中的地址，用于識別和定位網(wǎng)絡中的設備。byIP地址的作用1唯一標識每個設備在網(wǎng)絡中都有一個唯一的IP地址，就像每個人的身份證一樣，可以區(qū)分不同的設備。2定位設備網(wǎng)絡設備可以根據(jù)IP地址找到目標設備，就像通過地址找到某個人的家一樣。3數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中傳輸時，會根據(jù)IP地址進行路由，確保數(shù)據(jù)包到達目的地。4網(wǎng)絡管理IP地址可以用來管理網(wǎng)絡設備，例如配置設備、分配資源等。IPv4地址格式IPv4地址采用點分十進制表示法，由四個字節(jié)組成，每個字節(jié)用0~255之間的數(shù)字表示，四個字節(jié)之間用點號隔開。1網(wǎng)絡號標識網(wǎng)絡2子網(wǎng)號標識子網(wǎng)3主機號標識主機例如：00，其中192.168.1是網(wǎng)絡號，100是主機號。IPv4地址的組成網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號標識網(wǎng)絡，用于識別網(wǎng)絡，區(qū)分不同網(wǎng)絡。主機號主機號標識主機，用于識別同一網(wǎng)絡中的不同主機。IPv4地址分類A類地址A類地址用于大型網(wǎng)絡，如政府機構、大學等。B類地址B類地址用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡，如企業(yè)、學校等。C類地址C類地址用于小型網(wǎng)絡，如家庭、辦公室等。D類地址D類地址用于組播通信，如視頻會議、網(wǎng)絡廣播等。特殊的IPv4地址回環(huán)地址，用于測試網(wǎng)絡連接，不參與網(wǎng)絡通信。私有地址-55，-55，-55，用于局域網(wǎng)內部通信。廣播地址55，用于向網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送廣播消息。保留地址，用于網(wǎng)絡通信的源地址，表示未知主機。IPv6地址格式1128位地址由128位二進制數(shù)字組成2十六進制表示通常用32個十六進制數(shù)字表示3冒號分隔每個十六進制數(shù)字用冒號分隔4分組表示可以將地址分組，用冒號分隔IPv6地址的長度為128位，通常用32個十六進制數(shù)字表示。每個十六進制數(shù)字用冒號分隔，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。為了便于記憶和書寫，可以將地址分組，用冒號分隔。例如：2001:0db8:85a3:0:0:8a2e:0370:7334。IPv6地址的組成網(wǎng)絡前綴網(wǎng)絡前綴用于標識網(wǎng)絡，占用了IPv6地址的前一部分。網(wǎng)絡前綴長度可以靈活變化，例如64位或更長。主機標識主機標識用于識別網(wǎng)絡上的特定設備，占用了IPv6地址的后一部分。主機標識長度也可能變化，例如64位或更短。IPv4與IPv6的區(qū)別地址空間大小IPv4地址空間有限，IPv6地址空間更大，可滿足未來網(wǎng)絡發(fā)展需求。安全性IPv6提供更強的安全特性，例如地址自動配置和身份驗證。網(wǎng)絡性能IPv6支持更快的網(wǎng)絡速度和更大的數(shù)據(jù)傳輸量。IP地址分配原則合理分配避免浪費，并確保網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和安全性。層次結構根據(jù)網(wǎng)絡規(guī)模和管理需求，將地址分配到不同的網(wǎng)絡和子網(wǎng)。安全控制防止地址沖突，確保每個設備都有唯一的IP地址，并保護網(wǎng)絡資源。靈活擴展能夠滿足未來的網(wǎng)絡增長需求，并適應網(wǎng)絡拓撲的變化。IP地址分配機構IANAIANA是互聯(lián)網(wǎng)號碼分配機構。它負責管理全球IP地址空間。IANA為互聯(lián)網(wǎng)分配IP地址塊。區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊管理機構(RIR)RIR是由IANA授權的五個區(qū)域性的IP地址管理機構。它們負責分配IP地址給運營商、ISP和企業(yè)。DHCP服務DHCP服務器DHCP服務器負責分配和管理IP地址，為網(wǎng)絡中的設備提供動態(tài)IP地址。DHCP服務過程當設備連接到網(wǎng)絡時，它會向DHCP服務器發(fā)送一個DHCP請求，請求分配一個IP地址。DHCP服務器會分配一個可用的IP地址給設備。靜態(tài)IP地址分配1手動配置管理員手動設置每個設備的IP地址，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關地址和DNS服務器地址。確保唯一性適用于固定設備2易于管理管理員可以輕松控制每個設備的網(wǎng)絡配置，方便故障排除和安全管理。減少沖突提高安全性3穩(wěn)定連接靜態(tài)IP地址確保設備始終保持相同的網(wǎng)絡標識，提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接和數(shù)據(jù)傳輸。固定地址可靠連接動態(tài)IP地址分配DHCP服務器分配DHCP服務器會自動分配可用的IP地址給連接到網(wǎng)絡的設備，例如電腦、手機和打印機。自動獲取地址設備連接到網(wǎng)絡時，會向DHCP服務器發(fā)送請求，并自動獲取分配的IP地址，無需手動配置。地址釋放當設備斷開網(wǎng)絡連接時，分配給它的IP地址會自動釋放，供其他設備使用。節(jié)省管理時間動態(tài)分配IP地址，可以節(jié)省管理員手動配置IP地址的時間和工作量。NAT技術1網(wǎng)絡地址轉換NAT技術用于將私有IP地址轉換為公有IP地址，以便在互聯(lián)網(wǎng)上進行通信。2節(jié)省IP地址NAT技術允許多個設備共享一個公有IP地址，這可以節(jié)省IP地址資源。3增強安全NAT技術可以隱藏內部網(wǎng)絡中的設備，使其難以被外部攻擊者發(fā)現(xiàn)。4應用場景NAT技術廣泛應用于家庭網(wǎng)絡、企業(yè)網(wǎng)絡和移動設備中。私有IP地址內部網(wǎng)絡使用私有IP地址用于局域網(wǎng)（LAN）內部，例如家庭、辦公室或企業(yè)網(wǎng)絡。它允許設備在同一網(wǎng)絡中互相通信。無需注冊私有IP地址范圍由IANA（互聯(lián)網(wǎng)號碼分配機構）定義，無需向任何機構注冊。這使網(wǎng)絡管理員能夠靈活地配置網(wǎng)絡。公有IP地址用于互聯(lián)網(wǎng)上的計算機，全球唯一與互聯(lián)網(wǎng)上的其他計算機通信服務器和其他設備使用IP地址轉換網(wǎng)絡地址轉換（NAT）將私有IP地址轉換為公有IP地址，以便多個設備共享一個公有IP地址連接互聯(lián)網(wǎng)。地址轉換過程NAT設備會將源IP地址和端口號替換為自己的公有IP地址和新的端口號，并記錄轉換關系。NAT類型NAT分為靜態(tài)NAT、動態(tài)NAT和端口地址轉換（PAT）等類型，根據(jù)不同的場景選擇不同的NAT類型。端口號通信識別端口號用于識別計算機上的應用程序，不同的應用程序使用不同的端口號進行通信。網(wǎng)絡連接每個端口號對應一個網(wǎng)絡連接，通過指定端口號，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到特定的應用程序。端口范圍端口號范圍從0到65535，其中0到1023為系統(tǒng)保留端口，用于系統(tǒng)服務。端口類型端口號分為三種類型：知名端口、注冊端口和動態(tài)端口。TCP/IP五層模型應用層應用程序與網(wǎng)絡進行交互，如網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件發(fā)送。傳輸層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務，例如TCP協(xié)議，確保數(shù)據(jù)完整性和順序。網(wǎng)絡層負責數(shù)據(jù)包的路由和尋址，使用IP協(xié)議，將數(shù)據(jù)包從源主機發(fā)送到目標主機。數(shù)據(jù)鏈路層負責在網(wǎng)絡接口之間傳輸數(shù)據(jù)幀，例如以太網(wǎng)協(xié)議，管理數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)中的傳輸。物理層負責將數(shù)據(jù)轉換為電信號，在物理介質上傳輸，例如網(wǎng)線、光纖。網(wǎng)絡層的作用11.數(shù)據(jù)路由網(wǎng)絡層負責將數(shù)據(jù)包從源主機路由到目標主機。22.地址解析將邏輯地址（IP地址）轉換為物理地址（MAC地址）。33.網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)絡層通過路由協(xié)議將不同的網(wǎng)絡連接在一起，形成一個更大的網(wǎng)絡。44.數(shù)據(jù)包轉發(fā)網(wǎng)絡層根據(jù)路由信息將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到下一個節(jié)點。數(shù)據(jù)鏈路層的作用11.幀封裝數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡層傳遞過來的IP數(shù)據(jù)報封裝成幀，并添加MAC地址、幀校驗碼等信息。22.物理地址尋址利用MAC地址進行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收，確保數(shù)據(jù)在同一個局域網(wǎng)內能夠準確到達目標設備。33.介質訪問控制管理共享網(wǎng)絡介質的訪問，協(xié)調不同設備對網(wǎng)絡資源的競爭，例如以太網(wǎng)中的CSMA/CD協(xié)議。44.差錯檢測在幀中添加校驗碼，用于檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯誤，確保數(shù)據(jù)幀完整性。物理層的作用物理連接物理層負責網(wǎng)絡設備之間的物理連接。例如，網(wǎng)線、光纖和無線信號。數(shù)據(jù)傳輸物理層將數(shù)據(jù)轉換成電信號或光信號進行傳輸，例如，將數(shù)據(jù)編碼為二進制信號。信號處理物理層負責處理網(wǎng)絡設備之間信號的接收和發(fā)送，例如，信號的放大和整形。應用層的作用用戶界面應用層為用戶提供網(wǎng)絡服務，例如網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件、文件傳輸?shù)?。?shù)據(jù)格式轉換應用層負責將應用程序數(shù)據(jù)轉換成網(wǎng)絡協(xié)議可識別的格式，例如將文本轉換為HTTP協(xié)議。網(wǎng)絡服務應用層提供各種網(wǎng)絡服務，例如DNS、FTP、SMTP、POP3等，為應用程序提供網(wǎng)絡功能支持。數(shù)據(jù)安全應用層可以通過加密和認證等機制確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡傳輸過程中的安全。傳輸層的作用數(shù)據(jù)可靠傳輸傳輸層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務，確保數(shù)據(jù)完整無誤地到達目的地。例如，使用TCP協(xié)議可以保證數(shù)據(jù)按順序到達，并且不會丟失數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分段與重組傳輸層將應用程序數(shù)據(jù)分割成多個數(shù)據(jù)段，并在每個數(shù)據(jù)段中添加控制信息，以便在接收端進行重組，恢復原始數(shù)據(jù)。IP地址的基本概念總結唯一標識每個設備在網(wǎng)絡中擁有唯一的IP地址，便于識別和通信。網(wǎng)絡地址IP地址包含網(wǎng)絡地址和主機地址，標識設備在網(wǎng)絡中的位置和范圍。數(shù)據(jù)傳輸IP地址用于數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收，確保數(shù)據(jù)傳遞到正確的目標設備。IP地址在網(wǎng)絡中的應用網(wǎng)絡通信IP地址是網(wǎng)絡通信的基礎，用于識別網(wǎng)絡中的設備?；ヂ?lián)網(wǎng)連接IP地址使互聯(lián)網(wǎng)上的設備可以相互通信。訪問網(wǎng)站用戶使用IP地址訪問網(wǎng)站，獲取信息和服務。電子郵件IP地址用于發(fā)送和接收電子郵件。IP地址管理中的挑戰(zhàn)地址枯竭隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，IP地址資源日益緊張，