《工業(yè)控制系統(tǒng)安全》課件-IP協(xié)議

1.2

IP協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（InternetProtocol,IP）是互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議之一，它定義了數(shù)據(jù)應(yīng)該如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸、尋址和路由。IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族的一部分，該協(xié)議族還包括傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）、互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議（ICMP）等。在討論IP協(xié)議時(shí)，我們通常指的是IPv4（InternetProtocolversion4）和較新的IPv6（InternetProtocolversion6）版本。

定義：IP協(xié)議是一種無(wú)連接的、不可靠的通信協(xié)議。所謂無(wú)連接，意味著IP并不在發(fā)送數(shù)據(jù)之前建立任何連接；所謂不可靠，是因?yàn)镮P本身不保證數(shù)據(jù)包能夠無(wú)誤地到達(dá)目的地。IP協(xié)議的主要職責(zé)是在網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)包（也稱為IP數(shù)據(jù)報(bào)），并提供一種機(jī)制來(lái)唯一標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)設(shè)備。OSI參考模型、TCP/IP模型和常用協(xié)議的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.2

IP協(xié)議

用途：IP協(xié)議的作用在于它允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)IP地址進(jìn)行通信。每臺(tái)連接到互聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備都會(huì)被分配一個(gè)唯一的IP地址，這個(gè)地址就像是設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上的“家庭住址”，使得數(shù)據(jù)可以從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方。1.2

IP協(xié)議1.尋址：IP協(xié)議使用IP地址來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)設(shè)備。IPv4地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，通常以點(diǎn)分十進(jìn)制的形式表示，例如192.0.2.1。而IPv6地址是一個(gè)128位的二進(jìn)制數(shù)，通常以八組四個(gè)十六進(jìn)制數(shù)表示，例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。這些地址幫助路由器確定數(shù)據(jù)包的最終目的地。2.路由選擇：IP協(xié)議規(guī)定了路由器如何選擇最佳路徑將數(shù)據(jù)包從源地址轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址。路由器根據(jù)路由表中的信息，決定下一個(gè)跳點(diǎn)應(yīng)該將數(shù)據(jù)包發(fā)送到哪里。這個(gè)過(guò)程可能會(huì)經(jīng)過(guò)多個(gè)路由器，直到數(shù)據(jù)包最終到達(dá)目的地。1.2

IP協(xié)議3.封裝和解封裝：IP協(xié)議定義了數(shù)據(jù)包如何被打包成IP數(shù)據(jù)報(bào)以便在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，同時(shí)也定義了解包的過(guò)程，即將數(shù)據(jù)報(bào)還原為原始數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)應(yīng)用層向下傳遞到網(wǎng)絡(luò)層時(shí)，它會(huì)被封裝在一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)中，包含源IP地址、目的IP地址以及其他控制信息。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的地后，會(huì)被逐層解包，直到應(yīng)用層可以處理為止。4.分段與重組：如果數(shù)據(jù)太大不能一次性傳輸，IP協(xié)議允許將數(shù)據(jù)分割成更小的部分（分段）。每個(gè)分段都會(huì)被獨(dú)立地發(fā)送，并且可以在目的地重新組裝起來(lái)。1.2

IP協(xié)議5.生存時(shí)間（TTL）：為了防止數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)限循環(huán)，IP協(xié)議引入了一個(gè)叫做生存時(shí)間（TimeToLive,TTL）的字段。每當(dāng)數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，其TTL值就會(huì)減少。如果TTL值減至零，則數(shù)據(jù)包會(huì)被丟棄，以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。6.選項(xiàng)字段：IP數(shù)據(jù)報(bào)中還可以包含一些可選的信息，比如路由記錄、時(shí)間戳等，這些信息可用于網(wǎng)絡(luò)診斷或測(cè)試目的。1.2

IP協(xié)議

總結(jié)：IP協(xié)議的重要性在于它定義了一種通用的標(biāo)準(zhǔn)，使得不同類型的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備能夠相互通信。無(wú)論是個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)還是服務(wù)器，只要它們遵循IP協(xié)議，就可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相互發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。盡管IP協(xié)議自身不提供可靠性保障，但它為更高層協(xié)議（如TCP）提供了基礎(chǔ)，