計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)身份-IP地址課件

IP地址：計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)身份IP地址是網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的唯一標(biāo)識(shí)符。它就像現(xiàn)實(shí)世界中的地址，用于識(shí)別和定位網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。byIP地址的作用1唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中都有一個(gè)唯一的IP地址，就像每個(gè)人的身份證一樣，可以區(qū)分不同的設(shè)備。2定位設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以根據(jù)IP地址找到目標(biāo)設(shè)備，就像通過地址找到某個(gè)人的家一樣。3數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，會(huì)根據(jù)IP地址進(jìn)行路由，確保數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地。4網(wǎng)絡(luò)管理IP地址可以用來管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如配置設(shè)備、分配資源等。IPv4地址格式IPv4地址采用點(diǎn)分十進(jìn)制表示法，由四個(gè)字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)用0~255之間的數(shù)字表示，四個(gè)字節(jié)之間用點(diǎn)號(hào)隔開。1網(wǎng)絡(luò)號(hào)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)2子網(wǎng)號(hào)標(biāo)識(shí)子網(wǎng)3主機(jī)號(hào)標(biāo)識(shí)主機(jī)例如：00，其中192.168.1是網(wǎng)絡(luò)號(hào)，100是主機(jī)號(hào)。IPv4地址的組成網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，用于識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，區(qū)分不同網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)標(biāo)識(shí)主機(jī)，用于識(shí)別同一網(wǎng)絡(luò)中的不同主機(jī)。IPv4地址分類A類地址A類地址用于大型網(wǎng)絡(luò)，如政府機(jī)構(gòu)、大學(xué)等。B類地址B類地址用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，如企業(yè)、學(xué)校等。C類地址C類地址用于小型網(wǎng)絡(luò)，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(huì)議、網(wǎng)絡(luò)廣播等。特殊的IPv4地址回環(huán)地址，用于測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連接，不參與網(wǎng)絡(luò)通信。私有地址-55，-55，-55，用于局域網(wǎng)內(nèi)部通信。廣播地址55，用于向網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)發(fā)送廣播消息。保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)通信的源地址，表示未知主機(jī)。IPv6地址格式1128位地址由128位二進(jìn)制數(shù)字組成2十六進(jìn)制表示通常用32個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表示3冒號(hào)分隔每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字用冒號(hào)分隔4分組表示可以將地址分組，用冒號(hào)分隔IPv6地址的長度為128位，通常用32個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表示。每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字用冒號(hào)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(hào)分隔。例如：2001:0db8:85a3:0:0:8a2e:0370:7334。IPv6地址的組成網(wǎng)絡(luò)前綴網(wǎng)絡(luò)前綴用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，占用了IPv6地址的前一部分。網(wǎng)絡(luò)前綴長度可以靈活變化，例如64位或更長。主機(jī)標(biāo)識(shí)主機(jī)標(biāo)識(shí)用于識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上的特定設(shè)備，占用了IPv6地址的后一部分。主機(jī)標(biāo)識(shí)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(luò)發(fā)展需求。安全性IPv6提供更強(qiáng)的安全特性，例如地址自動(dòng)配置和身份驗(yàn)證。網(wǎng)絡(luò)性能IPv6支持更快的網(wǎng)絡(luò)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(fèi)，并確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。層次結(jié)構(gòu)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和管理需求，將地址分配到不同的網(wǎng)絡(luò)和子網(wǎng)。安全控制防止地址沖突，確保每個(gè)設(shè)備都有唯一的IP地址，并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)資源。靈活擴(kuò)展能夠滿足未來的網(wǎng)絡(luò)增長需求，并適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。IP地址分配機(jī)構(gòu)IANAIANA是互聯(lián)網(wǎng)號(hào)碼分配機(jī)構(gòu)。它負(fù)責(zé)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(cè)管理機(jī)構(gòu)(RIR)RIR是由IANA授權(quán)的五個(gè)區(qū)域性的IP地址管理機(jī)構(gòu)。它們負(fù)責(zé)分配IP地址給運(yùn)營商、ISP和企業(yè)。DHCP服務(wù)DHCP服務(wù)器DHCP服務(wù)器負(fù)責(zé)分配和管理IP地址，為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提供動(dòng)態(tài)IP地址。DHCP服務(wù)過程當(dāng)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它會(huì)向DHCP服務(wù)器發(fā)送一個(gè)DHCP請(qǐng)求，請(qǐng)求分配一個(gè)IP地址。DHCP服務(wù)器會(huì)分配一個(gè)可用的IP地址給設(shè)備。靜態(tài)IP地址分配1手動(dòng)配置管理員手動(dòng)設(shè)置每個(gè)設(shè)備的IP地址，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)地址和DNS服務(wù)器地址。確保唯一性適用于固定設(shè)備2易于管理管理員可以輕松控制每個(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置，方便故障排除和安全管理。減少?zèng)_突提高安全性3穩(wěn)定連接靜態(tài)IP地址確保設(shè)備始終保持相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸。固定地址可靠連接動(dòng)態(tài)IP地址分配DHCP服務(wù)器分配DHCP服務(wù)器會(huì)自動(dòng)分配可用的IP地址給連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，例如電腦、手機(jī)和打印機(jī)。自動(dòng)獲取地址設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，會(huì)向DHCP服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，并自動(dòng)獲取分配的IP地址，無需手動(dòng)配置。地址釋放當(dāng)設(shè)備斷開網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，分配給它的IP地址會(huì)自動(dòng)釋放，供其他設(shè)備使用。節(jié)省管理時(shí)間動(dòng)態(tài)分配IP地址，可以節(jié)省管理員手動(dòng)配置IP地址的時(shí)間和工作量。NAT技術(shù)1網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT技術(shù)用于將私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有IP地址，以便在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行通信。2節(jié)省IP地址NAT技術(shù)允許多個(gè)設(shè)備共享一個(gè)公有IP地址，這可以節(jié)省IP地址資源。3增強(qiáng)安全NAT技術(shù)可以隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，使其難以被外部攻擊者發(fā)現(xiàn)。4應(yīng)用場(chǎng)景NAT技術(shù)廣泛應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備中。私有IP地址內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用私有IP地址用于局域網(wǎng)（LAN）內(nèi)部，例如家庭、辦公室或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。它允許設(shè)備在同一網(wǎng)絡(luò)中互相通信。無需注冊(cè)私有IP地址范圍由IANA（互聯(lián)網(wǎng)號(hào)碼分配機(jī)構(gòu)）定義，無需向任何機(jī)構(gòu)注冊(cè)。這使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠靈活地配置網(wǎng)絡(luò)。公有IP地址用于互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)，全球唯一與互聯(lián)網(wǎng)上的其他計(jì)算機(jī)通信服務(wù)器和其他設(shè)備使用IP地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）將私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有IP地址，以便多個(gè)設(shè)備共享一個(gè)公有IP地址連接互聯(lián)網(wǎng)。地址轉(zhuǎn)換過程N(yùn)AT設(shè)備會(huì)將源IP地址和端口號(hào)替換為自己的公有IP地址和新的端口號(hào)，并記錄轉(zhuǎn)換關(guān)系。NAT類型NAT分為靜態(tài)NAT、動(dòng)態(tài)NAT和端口地址轉(zhuǎn)換（PAT）等類型，根據(jù)不同的場(chǎng)景選擇不同的NAT類型。端口號(hào)通信識(shí)別端口號(hào)用于識(shí)別計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序，不同的應(yīng)用程序使用不同的端口號(hào)進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)連接每個(gè)端口號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，通過指定端口號(hào)，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到特定的應(yīng)用程序。端口范圍端口號(hào)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(wù)。端口類型端口號(hào)分為三種類型：知名端口、注冊(cè)端口和動(dòng)態(tài)端口。TCP/IP五層模型應(yīng)用層應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(wù)，例如TCP協(xié)議，確保數(shù)據(jù)完整性和順序。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)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(jī)發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)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(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在物理介質(zhì)上傳輸，例如網(wǎng)線、光纖。網(wǎng)絡(luò)層的作用11.數(shù)據(jù)路由網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)路由到目標(biāo)主機(jī)。22.地址解析將邏輯地址（IP地址）轉(zhuǎn)換為物理地址（MAC地址）。33.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層通過路由協(xié)議將不同的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，形成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)。44.數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)路由信息將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。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(luò)層傳遞過來的IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成幀，并添加MAC地址、幀校驗(yàn)碼等信息。22.物理地址尋址利用MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收，確保數(shù)據(jù)在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)能夠準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)設(shè)備。33.介質(zhì)訪問控制管理共享網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的訪問，協(xié)調(diào)不同設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的競(jìng)爭，例如以太網(wǎng)中的CSMA/CD協(xié)議。44.差錯(cuò)檢測(cè)在幀中添加校驗(yàn)碼，用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯(cuò)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(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的物理連接。例如，網(wǎng)線、光纖和無線信號(hào)。數(shù)據(jù)傳輸物理層將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或光信號(hào)進(jìn)行傳輸，例如，將數(shù)據(jù)編碼為二進(jìn)制信號(hào)。信號(hào)處理物理層負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間信號(hào)的接收和發(fā)送，例如，信號(hào)的放大和整形。應(yīng)用層的作用用戶界面應(yīng)用層為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件、文件傳輸?shù)取?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換應(yīng)用層負(fù)責(zé)將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可識(shí)別的格式，例如將文本轉(zhuǎn)換為HTTP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用層提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如DNS、FTP、SMTP、POP3等，為應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)功能支持。數(shù)據(jù)安全應(yīng)用層可以通過加密和認(rèn)證等機(jī)制確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)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(wù)，確保數(shù)據(jù)完整無誤地到達(dá)目的地。例如，使用TCP協(xié)議可以保證數(shù)據(jù)按順序到達(dá)，并且不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分段與重組傳輸層將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)分割成多個(gè)數(shù)據(jù)段，并在每個(gè)數(shù)據(jù)段中添加控制信息，以便在接收端進(jìn)行重組，恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。IP地址的基本概念總結(jié)唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中擁有唯一的IP地址，便于識(shí)別和通信。網(wǎng)絡(luò)地址IP地址包含網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，標(biāo)識(shí)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)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(biāo)設(shè)備。IP地址在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信IP地址是網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)，用于識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備?；ヂ?lián)網(wǎng)連接IP地址使互聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)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(wù)。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，