計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)身份-IP地址課件

計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)身份-IP地址引言網(wǎng)絡(luò)中的身份每個連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都需要一個獨特的標(biāo)識。IP地址的作用IP地址就像一個網(wǎng)絡(luò)身份證，使設(shè)備能夠相互識別和通信。什么是IP地址網(wǎng)絡(luò)身份IP地址就像每個設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的唯一身份證號，用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的每臺設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸IP地址就像郵政編碼，它告訴網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何將數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的目的地。地址類型IP地址分為兩類：IPv4和IPv6，它們代表不同的地址格式和分配機(jī)制。IP地址的組成IP地址由網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號兩部分組成，用點分十進(jìn)制表示，例如：192.168.1.100。網(wǎng)絡(luò)號標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)號標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的特定主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號的長度取決于IP地址的類別。IP地址的分類網(wǎng)絡(luò)類型IP地址被分為不同的類別，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和地址分配需求。層次結(jié)構(gòu)IP地址分類建立了層次化的地址空間結(jié)構(gòu)，方便管理和分配。地址分配不同的類別對應(yīng)不同的地址范圍，用于分配給不同的網(wǎng)絡(luò)。IPv4地址分類A類地址網(wǎng)絡(luò)號占8位，主機(jī)號占24位。地址范圍為1.0.0.0-126.255.255.255。B類地址網(wǎng)絡(luò)號占16位，主機(jī)號占16位。地址范圍為128.0.0.0-191.255.255.255。C類地址網(wǎng)絡(luò)號占24位，主機(jī)號占8位。地址范圍為192.0.0.0-223.255.255.255。A類地址1網(wǎng)絡(luò)號范圍從1.0.0.0到126.255.255.255。2主機(jī)號范圍每個網(wǎng)絡(luò)最多容納16,777,214個主機(jī)。3網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)第一個字節(jié)用于網(wǎng)絡(luò)號，剩余三個字節(jié)用于主機(jī)號。B類地址B類地址用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，例如公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。B類地址范圍是128.0.0.0到191.255.255.255。每個B類網(wǎng)絡(luò)可以容納65,534個主機(jī)。C類地址網(wǎng)絡(luò)號前24位用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)，后8位用于標(biāo)識主機(jī)。主機(jī)號允許連接28-2=254個主機(jī)，其中2個地址保留。應(yīng)用場景適用于小型企業(yè)或個人網(wǎng)絡(luò)，可以滿足大多數(shù)用戶的網(wǎng)絡(luò)需求。D類地址組播地址用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到多個接收者。地址范圍224.0.0.0-239.255.255.255E類地址研究和實驗E類地址主要用于實驗和研究目的，不適用于公共網(wǎng)絡(luò)。地址范圍E類地址的范圍是240.0.0.0-255.255.255.255，但實際上很少使用。未來發(fā)展未來可能用于新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或特殊用途，目前尚無明確的應(yīng)用場景。子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼是一個用于區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址的二進(jìn)制掩碼。它是一個32位的二進(jìn)制數(shù)，用于識別IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。子網(wǎng)掩碼通常用點分十進(jìn)制表示，例如255.255.255.0。它與IP地址一起使用，來確定網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)的位置。子網(wǎng)劃分的目的提高網(wǎng)絡(luò)效率通過將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個子網(wǎng)，可以減少廣播域的大小，降低網(wǎng)絡(luò)廣播流量，從而提高網(wǎng)絡(luò)性能。增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性子網(wǎng)劃分可以幫助隔離不同類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如服務(wù)器和工作站，從而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性。簡化網(wǎng)絡(luò)管理將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個子網(wǎng)后，管理員可以更輕松地管理和維護(hù)各個子網(wǎng)，提高管理效率。子網(wǎng)劃分的原理1網(wǎng)絡(luò)地址標(biāo)識子網(wǎng)在整個網(wǎng)絡(luò)中的位置2主機(jī)地址標(biāo)識子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)3子網(wǎng)掩碼區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址示例：將C類地址劃分子網(wǎng)1原始網(wǎng)絡(luò)假設(shè)一個C類網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.1.0，掩碼為255.255.255.0，可以容納254臺主機(jī)。2劃分子網(wǎng)將該網(wǎng)絡(luò)劃分為4個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)包含62臺主機(jī)，掩碼變?yōu)?55.255.255.192。3子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址分別為192.168.1.0、192.168.1.64、192.168.1.128和192.168.1.192。IP地址分配原則避免IP地址沖突合理分配IP地址資源提高網(wǎng)絡(luò)安全DHCP服務(wù)自動分配IP地址DHCP服務(wù)器自動分配IP地址給網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，簡化了網(wǎng)絡(luò)管理。簡化配置DHCP客戶端自動獲取IP地址，無需手動配置，方便用戶使用。提高網(wǎng)絡(luò)效率DHCP服務(wù)確保了IP地址的有效利用，避免地址沖突，提高網(wǎng)絡(luò)性能。DHCP工作原理1DHCP服務(wù)器分配IP地址2DHCP請求客戶端發(fā)送請求3IP地址分配服務(wù)器分配IP地址NAT地址轉(zhuǎn)換技術(shù)隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)NAT保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址，使其對外部世界不可見。地址重用NAT允許多個設(shè)備共享少量公共IP地址。簡化網(wǎng)絡(luò)管理NAT簡化了IP地址的分配和管理，特別是在具有大量設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中。NAT的工作過程請求發(fā)送內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)向外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包，包含源IP地址和目的IP地址。NAT轉(zhuǎn)換NAT設(shè)備將數(shù)據(jù)包的源IP地址替換為NAT設(shè)備的公網(wǎng)IP地址，并修改目的端口號。數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)NAT設(shè)備將修改后的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)，以便外部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)接收。響應(yīng)接收外部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)將響應(yīng)數(shù)據(jù)包發(fā)送到NAT設(shè)備，包含目的IP地址和源IP地址。NAT轉(zhuǎn)換NAT設(shè)備將響應(yīng)數(shù)據(jù)包的目的IP地址和源端口號替換為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的IP地址和端口號。數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)NAT設(shè)備將修改后的響應(yīng)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，以便內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)接收。IPv6介紹下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的最新版本，旨在解決IPv4地址空間枯竭的問題。更大的地址空間IPv6使用128位地址，提供了比IPv4更大的地址空間，足以滿足未來互聯(lián)網(wǎng)的增長需求。改進(jìn)的安全性IPv6包含了新的安全功能，例如IPsec，可以提供更安全的網(wǎng)絡(luò)通信。IPv6地址結(jié)構(gòu)IPv6地址由128位組成，通常用8個16進(jìn)制數(shù)表示，每個數(shù)之間用冒號分隔，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。IPv6地址可以分為網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。網(wǎng)絡(luò)部分用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)部分用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。IPv6地址的結(jié)構(gòu)可以分為以下幾部分：網(wǎng)絡(luò)前綴：標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)。子網(wǎng)前綴：用于在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行子網(wǎng)劃分。主機(jī)標(biāo)識：用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。IPv6地址表示十六進(jìn)制表示IPv6地址通常用十六進(jìn)制表示，由8個16位數(shù)字組成，每組數(shù)字之間用冒號分隔。壓縮表示為了簡化表示，可以將連續(xù)的零值組縮寫為雙冒號"::"。例如，2001:0:200:3:0:0:0:1可以簡寫為2001::200:3:1。IPv6地址分配全球統(tǒng)一IPv6地址由IANA（互聯(lián)網(wǎng)號碼分配機(jī)構(gòu)）進(jìn)行全球統(tǒng)一分配。分層管理IANA將地址分配給各區(qū)域注冊管理機(jī)構(gòu)（RIR），RIR再分配給各國家和地區(qū)。運(yùn)營商分配最終由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商負(fù)責(zé)分配給用戶，確保地址的有效使用和管理。IPv4向IPv6過渡IPv4資源枯竭IPv4地址空間有限，隨著互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的增長，IPv4地址資源日益稀缺。IPv6地址空間充足IPv6擁有更大的地址空間，可以滿足未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求。技術(shù)演進(jìn)的必然IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，提供了更安全、高效、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。IPv4/IPv6雙棧技術(shù)同時支持IPv4和IPv6設(shè)備同時擁有IPv4和IPv6地址。兼容性確保與現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)兼容并能訪問新的IPv6網(wǎng)絡(luò)。過渡階段在IPv4向IPv6過渡期間，雙棧技術(shù)提供了平滑過渡的方案。小結(jié)1IP地址是計算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的唯一標(biāo)識，就像人的身份證號碼一樣。2子網(wǎng)掩碼用于劃分網(wǎng)絡(luò)，將一個大的網(wǎng)絡(luò)分割成多個小的子網(wǎng)。3DHCP