IPv 基础知识简介

IPv基础知识简介2023-12-09目录contentsIPv基础知识概述IPv协议基础IPv数据报文格式IPv传输层协议IPv应用层协议IPv安全性问题与防护措施IPv的发展趋势与未来技术IPv基础知识概述01什么是IPvIPv是互联网协议(InternetProtocol)的缩写，是用于在互联网上进行数据传输的基本协议。它定义了数据如何在互联网上进行传输，包括数据的格式、路由和地址等。IPv最早于1981年由RFC791引入，该协议规范了互联网上数据包传输的基本规则。随着互联网的发展，IPv经历了多次更新和改进，包括IPv4和IPv6。IPv4是当前最广泛使用的互联网协议版本，它提供了大约40亿个全球唯一的IP地址。IPv6是下一代互联网协议，旨在解决IPv4地址耗尽的问题。IPv6提供了几乎无限个全球唯一的IP地址。IPv的发展历程IPv的应用场景IPv广泛应用于各种互联网应用，包括但不限于网页浏览：通过HTTP(s)协议传输数据，使用IPv4或IPv6地址标识网络中的设备。电子邮件：通过SMTP、POP3和IMAP协议传输数据，使用IPv4或IPv6地址进行通信。远程登录：通过SSH、Telnet等协议传输数据，使用IPv4或IPv6地址进行远程访问。文件传输：通过FTP、TFTP等协议传输文件，使用IPv4或IPv6地址进行数据交换。IPv协议基础02包头和报文IPv协议的包头包含版本、首部长度、服务类型等信息，而报文部分则包含源IP地址、目的IP地址和上层协议信息等。分段和重组由于IP报文长度可能超过传输路径中的最大传输单元(MTU)，因此IPv4需要对报文进行分段，并在接收端进行重组。IPv4和IPv6IPv是互联网协议族的版本，目前使用的是IPv4和IPv6。IPv4使用32位地址，而IPv6使用128位地址。IPv协议结构IPv地址公网IP和私网IPIPv4地址分为公网IP和私网IP。公网IP全球唯一，可进行互联网访问；私网IP则在局域网内使用，可进行内部通信。动态分配和静态设置IPv4地址可以通过DHCP动态分配，也可以手动进行静态设置。用于标识IP地址的网络部分和主机部分。在IPv4中，子网掩码通常为。子网掩码一种用于表示连续IP块的技术，可以减少路由表的大小并提供更好的路由聚合。CIDR（无类域间路由）子网掩码与CIDR路由选择在IP网络中，数据包根据路由表选择路径进行传输。路由选择基于目的IP地址和下一跳IP地址进行。路由协议用于自动发现和维护网络拓扑的协议。常见的路由协议包括RIP、OSPF、BGP等。路由选择与路由协议IPv数据报文格式03IPv数据报文结构IPv4数据报文由首部和数据两部分组成。首部包含版本、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移和TTL等字段。IPv6数据报文包含版本、优先级、流标识、总长度、标识、标志、片偏移和TTL等字段。版本表示当前使用的IP版本号，IPv4为0x4，IPv6为0x6。服务类型用于标识数据报文所请求的服务质量。总长度表示IP数据报文的长度，以字节为单位。数据报文中的字段含义标识用于指示数据报文是否分片以及分片的处理方式。标志片偏移TTL01020403表示数据报文在网络中的生存时间。用于标识数据报文的唯一标识符。表示该片在整个数据报文中的位置。数据报文中的字段含义VSIPv4使用16位校验和字段来确保数据报文的完整性。校验和的计算方式是根据IP首部中的各个字段值以及伪首部（伪头部包含源IP地址、目的IP地址、协议号和TCP/UDP的源端口号、目的端口号）的值进行计算，得出一个16位的校验和值，添加到IP数据报文的末尾。当接收端收到数据报文后，会重新计算校验和，如果计算结果与接收到的校验和一致，则认为数据报文没有错误。IPv6使用逐跳校验和来确保数据报文的完整性。逐跳校验和是在每个路由器上对数据报文进行校验，以确保在传输过程中数据报文没有发生错误。这种校验和方式可以减少因单个错误而导致的重传次数，提高传输效率。IPv数据报文的校验和IPv传输层协议04面向连接的协议TCP协议需要在传输数据之前建立连接，确保数据传输的可靠性。传输控制TCP协议能够控制数据传输的流量，避免发送方和接收方之间的数据拥塞。可靠传输TCP协议能够确认数据的接收，并重新发送未收到数据的包，确保数据的完整性。TCP协议030201UDP协议不需要建立连接，可以直接发送数据。无连接的协议简单传输快速传输UDP协议相对于TCP协议更为简单，适用于不需要可靠传输的应用。由于UDP协议较为简单，因此可以更快地传输数据。030201UDP协议ICMP协议用于传递控制消息，例如ping和traceroute等。网络控制消息ICMP协议可以报告错误消息，例如目的不可达和超时等。错误报告ICMP协议可以控制数据包的路径，例如重定向和源路由等。路径控制ICMP协议IPv应用层协议05HTTP（HypertextTransferProtocol）是一种应用层协议，用于在网络中传输超文本（例如网页）。定义HTTP协议是互联网上应用最广泛的一种网络协议，所有的www文件都必须遵守这个标准。作用HTTP协议的工作流程包括建立连接、发送请求、接收响应和关闭连接。工作流程HTTP有两个版本，分别是HTTP/1.0和HTTP/1.1，其中HTTP/1.1是目前使用最广泛的版本。版本HTTP协议FTP（FileTransferProtocol）是一种应用层协议，用于在网络上传输文件。定义FTP协议使得用户可以在互联网上上传和下载文件，是互联网上最常用的文件传输方式之一。作用FTP协议的工作流程包括登录、传输文件和退出登录。工作流程FTP协议有两种模式，分别是主动模式和被动模式。模式FTP协议定义DNS（DomainNameSystem）是一种应用层协议，用于将域名解析为IP地址。工作过程DNS协议的工作过程包括查询、响应和更新。作用DNS协议使得用户可以在浏览器中通过域名访问网站，而不需要记住复杂的IP地址。版本DNS协议有两个版本，分别是DNSv1和DNSv2，其中DNSv2是目前使用最广泛的版本。DNS协议IPv安全性问题与防护措施062.ARP欺骗攻击者通过欺骗网络中的主机，使其将数据包发送到攻击者控制的假冒地址，从而窃取数据或破坏通信。3.中间人攻击攻击者插入到通信链路中，窃取或篡改通信数据，如SSL/TLS中间人攻击。1.IP欺骗攻击者通过伪造IP地址和包头信息，冒充合法用户进行网络访问，可能导致数据泄露、篡改或拒绝服务。常见的IPv安全性问题常见的IPv安全性问题4.DoS/DDoS攻击通过发送大量无用的请求或数据包，使网络拥堵或服务器过载，导致合法用户无法访问网络或服务。5.病毒和木马恶意软件感染主机后，可远程控制并窃取个人信息、破坏系统或传播恶意代码。6.嗅探攻击通过截获网络中的数据包进行分析，获取敏感信息如用户名、密码等。7.协议漏洞某些网络协议存在设计缺陷或实现漏洞，易受到攻击。1.IP欺骗使用ARP防火墙、静态ARP表、ARP服务器等技术防止ARP欺骗。2.ARP欺骗3.中间人攻击使用SSL/TLS等加密通信协议，验证通信对端的身份，使用安全的网络架构等。使用防火墙、入侵检测系统（IDS）等防护措施，通过IP信誉库限制与非法IP的通信。防护措施与解决方案4.DoS/DDoS攻击使用防火墙、负载均衡器等设备防止网络拥堵，使用DoS/DDoS防御服务等。安装杀毒软件、定期更新病毒库、不打开未知来源的邮件和下载未知链接等。使用加密通信协议、访问控制列表（ACL）限制网络流量等。及时更新协议补丁，使用安全的网络架构和设备等。5.病毒和木马6.嗅探攻击7.协议漏洞防护措施与解决方案IPv的发展趋势与未来技术07地址空间巨大IPv6的地址空间由128位构成，相比IPv4的32位地址空间要大得多，能够为每一个互联网设备分配一个独立的IP地址。简化配置IPv6采用了无状态地址自动配置（SLAAC）技术，使得网络设备的配置更加简单，无需手动设置IP地址。安全性更高IPv6在设计时充分考虑了安全问题，采用了IPSec（IPSecurity）协议，提供了端到端的安全性保障。IPv6的发展与优势IPv6能够为物联网设备提供唯一的IP地址，实现物联网设备的广泛连接。物联网设备连接通过IPv6，可以对物联网设备进行远程管理和控制，提高设备的可维护性和可管理性。远程管理IPv6的应用将推动物联网产业的发展，为智能家居、智慧城市等领域提供更多创新的可能性。促进产业发展IPv与物联网的结合云服务提供商通常使用IPv6来提供网络服务，