《網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)》課件

《網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)》ppt課件contents目錄網(wǎng)絡(luò)層概述網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議詳解網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)層安全網(wǎng)絡(luò)層新技術(shù)01網(wǎng)絡(luò)層概述網(wǎng)絡(luò)層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第四層，位于應(yīng)用層、傳輸層和鏈路層之間，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的通信，將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)發(fā)送到目的主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)層定義作用定義數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將接收到的數(shù)據(jù)包根據(jù)其目的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，選擇最佳路徑將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)。擁塞控制為了避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議采用擁塞控制機(jī)制，通過(guò)流量控制和擁塞避免機(jī)制來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)資源。數(shù)據(jù)包路由網(wǎng)絡(luò)層的主要功能之一是確定數(shù)據(jù)包的路由，將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)層功能IP協(xié)議IP（InternetProtocol）是網(wǎng)絡(luò)層的核心協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的通信。IP協(xié)議定義了數(shù)據(jù)包的格式和路由方式。ARP協(xié)議ARP（AddressResolutionProtocol）用于將32位的IP地址轉(zhuǎn)換為MAC地址，以便在鏈路層進(jìn)行傳輸。子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼是用于IP地址和掩碼操作的工具，用于區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。RIP協(xié)議RIP（RoutingInformationProtocol）是一種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，用于自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)路由信息。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議02網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備路由器是網(wǎng)絡(luò)層的核心設(shè)備，用于連接不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)。路由器還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）功能，將私有IP地址轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)IP地址，或者將公網(wǎng)IP地址轉(zhuǎn)換為私有IP地址。路由器通過(guò)路由表來(lái)決定數(shù)據(jù)包的下一跳地址，能夠根據(jù)不同的路由協(xié)議（如RIP、OSPF、BGP等）動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)路由信息。安全功能：路由器可以配置防火墻規(guī)則，對(duì)進(jìn)出數(shù)據(jù)包進(jìn)行過(guò)濾，防止非法訪問(wèn)和攻擊。路由器交換機(jī)是用于連接計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的二層設(shè)備，根據(jù)MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。除了基本的交換功能，交換機(jī)還可以支持一些高級(jí)功能，如VLAN（虛擬局域網(wǎng)）劃分、STP（生成樹(shù)協(xié)議）等。安全功能：交換機(jī)可以配置訪問(wèn)控制列表（ACL），對(duì)進(jìn)出數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過(guò)濾，防止非法訪問(wèn)和攻擊。交換機(jī)能夠?qū)W習(xí)連接到它的計(jì)算機(jī)的MAC地址，并將其存儲(chǔ)在MAC地址表中，以便快速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)網(wǎng)關(guān)01網(wǎng)關(guān)是用于連接不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。02網(wǎng)關(guān)可以用于實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通，例如將局域網(wǎng)連接到廣域網(wǎng)或者將不同廠商的路由器連接起來(lái)。03網(wǎng)關(guān)需要具備協(xié)議分析和轉(zhuǎn)換的能力，以便在不同的網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)。04安全功能：網(wǎng)關(guān)可以配置防火墻規(guī)則，對(duì)進(jìn)出數(shù)據(jù)包進(jìn)行過(guò)濾，防止非法訪問(wèn)和攻擊。集線器是早期的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于將多個(gè)計(jì)算機(jī)連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。集線器采用廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，將接收到的數(shù)據(jù)幀發(fā)送給除源計(jì)算機(jī)以外的所有其他計(jì)算機(jī)。由于集線器采用廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴和安全問(wèn)題。集線器03網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議詳解IP（InternetProtocol）是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的核心，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址。IP協(xié)議概述IP地址IP數(shù)據(jù)包格式路由與轉(zhuǎn)發(fā)IP地址是網(wǎng)絡(luò)層中標(biāo)識(shí)主機(jī)或路由器的唯一標(biāo)識(shí)符，分為IPv4和IPv6兩種版本。IP數(shù)據(jù)包包含頭部和數(shù)據(jù)兩部分，頭部包含源地址、目的地址、生存時(shí)間等字段。路由器根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的頭部信息，通過(guò)路由表進(jìn)行路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。IP協(xié)議ICMP（InternetControlMessageProtocol）用于在IP主機(jī)和路由器之間傳遞控制消息。ICMP協(xié)議概述使用ICMP協(xié)議的traceroute命令可以跟蹤數(shù)據(jù)包從源主機(jī)到目的主機(jī)經(jīng)過(guò)的路徑。路由跟蹤Ping命令使用ICMP協(xié)議發(fā)送回顯請(qǐng)求消息，用于檢測(cè)主機(jī)是否可達(dá)。Ping命令I(lǐng)CMP協(xié)議還用于報(bào)告IP數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤，如目的不可達(dá)、超時(shí)等。錯(cuò)誤報(bào)告01030204ICMP協(xié)議ARP（AddressResolutionProtocol）用于將32位的IP地址解析為硬件地址（MAC地址）。ARP協(xié)議概述主機(jī)維護(hù)一個(gè)ARP緩存，存儲(chǔ)已知的IP地址和MAC地址映射關(guān)系。ARP緩存當(dāng)主機(jī)需要知道目的主機(jī)的MAC地址時(shí)，會(huì)發(fā)送ARP請(qǐng)求消息，收到響應(yīng)后更新ARP緩存。ARP請(qǐng)求與應(yīng)答在某些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，ARP代理用于處理不同子網(wǎng)之間的地址解析請(qǐng)求。ARP代理ARP協(xié)議RARP（ReverseAddressResolutionProtocol）用于將硬件地址解析為32位的IP地址。RARP協(xié)議概述RARP請(qǐng)求與應(yīng)答無(wú)盤(pán)工作站當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)送RARP請(qǐng)求消息以獲取其IP地址，收到響應(yīng)后存儲(chǔ)IP地址。無(wú)盤(pán)工作站使用RARP協(xié)議獲取其IP地址，以便通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)。RARP協(xié)議04網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)03子網(wǎng)劃分通?；贗P地址和掩碼，將IP地址劃分為不同的子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)可以有不同的網(wǎng)絡(luò)配置和訪問(wèn)控制策略。01子網(wǎng)劃分是一種將大型網(wǎng)絡(luò)劃分為較小的、更易于管理的子網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。02通過(guò)子網(wǎng)劃分，可以更好地控制網(wǎng)絡(luò)流量、提高網(wǎng)絡(luò)安全性、減少?gòu)V播風(fēng)暴等。子網(wǎng)劃分123CIDR（無(wú)類別域間路由）表示法是一種用于表示IP地址和其相關(guān)子網(wǎng)掩碼的簡(jiǎn)潔方式。CIDR使用斜線（/）后跟一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示子網(wǎng)掩碼的位數(shù)，例如，192.168.1.0/24表示子網(wǎng)掩碼為24位。CIDR簡(jiǎn)化了IP地址和子網(wǎng)掩碼的表示，方便了路由配置和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。CIDR表示法VLSM設(shè)計(jì)方法VLSM（可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼）設(shè)計(jì)方法是一種用于規(guī)劃IP地址和子網(wǎng)掩碼的方法。VLSM允許管理員根據(jù)實(shí)際需求將IP地址劃分為不同大小的子網(wǎng)，以滿足特定網(wǎng)絡(luò)段的需求。VLSM設(shè)計(jì)方法可以提高IP地址的利用率，減少浪費(fèi)，并使得網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更加靈活和可擴(kuò)展。05網(wǎng)絡(luò)層安全I(xiàn)P欺騙攻擊定義01攻擊者通過(guò)偽造IP地址，在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起惡意請(qǐng)求或響應(yīng)，以竊取敏感信息或干擾正常的網(wǎng)絡(luò)通信。IP欺騙攻擊常見(jiàn)場(chǎng)景02例如，攻擊者偽造源IP地址，發(fā)送惡意請(qǐng)求給目標(biāo)主機(jī)，導(dǎo)致目標(biāo)主機(jī)錯(cuò)誤地響應(yīng)或泄露敏感信息。IP欺騙攻擊防范措施03采用IPSec等加密技術(shù)對(duì)IP層通信進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)IP地址的驗(yàn)證和過(guò)濾功能。IP欺騙攻擊攻擊者通過(guò)篡改或偽造路由信息，改變數(shù)據(jù)包的傳輸路徑，以竊取敏感信息或干擾正常的網(wǎng)絡(luò)通信。路由攻擊定義例如，攻擊者在網(wǎng)絡(luò)中散播虛假的路由信息，使得正常數(shù)據(jù)包被導(dǎo)向錯(cuò)誤路徑，或者繞過(guò)某些安全設(shè)備的檢查。路由攻擊常見(jiàn)場(chǎng)景采用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，定期更新路由表；部署防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)異常路由變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警。路由攻擊防范措施路由攻擊攻擊者通過(guò)偽造ARP（地址解析協(xié)議）報(bào)文，在網(wǎng)絡(luò)中篡改主機(jī)之間的MAC地址映射關(guān)系，以竊取敏感信息或干擾正常的網(wǎng)絡(luò)通信。ARP欺騙攻擊定義例如，攻擊者發(fā)送虛假ARP報(bào)文，使得目標(biāo)主機(jī)的MAC地址被替換為攻擊者的MAC地址，進(jìn)而截獲目標(biāo)主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間的通信內(nèi)容。ARP欺騙攻擊常見(jiàn)場(chǎng)景采用ARP協(xié)議的加密和認(rèn)證機(jī)制，如ARPsec；部署ARP防火墻，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和過(guò)濾異常ARP報(bào)文。ARP欺騙攻擊防范措施ARP欺騙攻擊ABCD加強(qiáng)訪問(wèn)控制通過(guò)合理配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訪問(wèn)控制列表（ACL），限制非法訪問(wèn)和惡意流量。部署安全設(shè)備部署防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS/IPS）等安全設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)中的異常流量和攻擊行為。定期安全審計(jì)定期對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和安全策略進(jìn)行安全審計(jì)和漏洞掃描，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。使用加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)層采用IPSec等加密技術(shù)，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。防止網(wǎng)絡(luò)層攻擊的措施06網(wǎng)絡(luò)層新技術(shù)IPv6技術(shù)概述IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，解決了IPv4地址耗盡的問(wèn)題，提高了網(wǎng)絡(luò)地址的利用率。IPv6的優(yōu)點(diǎn)IPv6提供了更大的地址空間，簡(jiǎn)化了路由結(jié)構(gòu)，提高了安全性，支持移動(dòng)性和服務(wù)質(zhì)量。IPv6技術(shù)MPLS技術(shù)概述MPLS是多協(xié)議標(biāo)簽交換的簡(jiǎn)稱，是一種在IP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)快速交換和流量工程的技術(shù)。MPLS工作原理MPLS使用短的、固定長(zhǎng)度的標(biāo)簽來(lái)封裝數(shù)據(jù)包，通過(guò)標(biāo)簽交換實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。MPLS的優(yōu)點(diǎn)MPLS提供了低延遲、高可靠性的傳輸，支持流量工程和QoS，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴(kuò)展性。MPLS技術(shù)