计算机的网络身份-IP地址课件

IP地址：计算机的网络身份IP地址是网络中每台计算机的唯一标识符。它就像现实世界中的地址，用于识别和定位网络中的设备。byIP地址的作用1唯一标识每个设备在网络中都有一个唯一的IP地址，就像每个人的身份证一样，可以区分不同的设备。2定位设备网络设备可以根据IP地址找到目标设备，就像通过地址找到某个人的家一样。3数据传输数据包在网络中传输时，会根据IP地址进行路由，确保数据包到达目的地。4网络管理IP地址可以用来管理网络设备，例如配置设备、分配资源等。IPv4地址格式IPv4地址采用点分十进制表示法，由四个字节组成，每个字节用0~255之间的数字表示，四个字节之间用点号隔开。1网络号标识网络2子网号标识子网3主机号标识主机例如：00，其中192.168.1是网络号，100是主机号。IPv4地址的组成网络号网络号标识网络，用于识别网络，区分不同网络。主机号主机号标识主机，用于识别同一网络中的不同主机。IPv4地址分类A类地址A类地址用于大型网络，如政府机构、大学等。B类地址B类地址用于中等规模的网络，如企业、学校等。C类地址C类地址用于小型网络，如家庭、办公室等。D类地址D类地址用于组播通信，如视频会议、网络广播等。特殊的IPv4地址回环地址，用于测试网络连接，不参与网络通信。私有地址-55，-55，-55，用于局域网内部通信。广播地址55，用于向网络中的所有主机发送广播消息。保留地址，用于网络通信的源地址，表示未知主机。IPv6地址格式1128位地址由128位二进制数字组成2十六进制表示通常用32个十六进制数字表示3冒号分隔每个十六进制数字用冒号分隔4分组表示可以将地址分组，用冒号分隔IPv6地址的长度为128位，通常用32个十六进制数字表示。每个十六进制数字用冒号分隔，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。为了便于记忆和书写，可以将地址分组，用冒号分隔。例如：2001:0db8:85a3:0:0:8a2e:0370:7334。IPv6地址的组成网络前缀网络前缀用于标识网络，占用了IPv6地址的前一部分。网络前缀长度可以灵活变化，例如64位或更长。主机标识主机标识用于识别网络上的特定设备，占用了IPv6地址的后一部分。主机标识长度也可能变化，例如64位或更短。IPv4与IPv6的区别地址空间大小IPv4地址空间有限，IPv6地址空间更大，可满足未来网络发展需求。安全性IPv6提供更强的安全特性，例如地址自动配置和身份验证。网络性能IPv6支持更快的网络速度和更大的数据传输量。IP地址分配原则合理分配避免浪费，并确保网络的稳定性和安全性。层次结构根据网络规模和管理需求，将地址分配到不同的网络和子网。安全控制防止地址冲突，确保每个设备都有唯一的IP地址，并保护网络资源。灵活扩展能够满足未来的网络增长需求，并适应网络拓扑的变化。IP地址分配机构IANAIANA是互联网号码分配机构。它负责管理全球IP地址空间。IANA为互联网分配IP地址块。区域互联网注册管理机构(RIR)RIR是由IANA授权的五个区域性的IP地址管理机构。它们负责分配IP地址给运营商、ISP和企业。DHCP服务DHCP服务器DHCP服务器负责分配和管理IP地址，为网络中的设备提供动态IP地址。DHCP服务过程当设备连接到网络时，它会向DHCP服务器发送一个DHCP请求，请求分配一个IP地址。DHCP服务器会分配一个可用的IP地址给设备。静态IP地址分配1手动配置管理员手动设置每个设备的IP地址，子网掩码，网关地址和DNS服务器地址。确保唯一性适用于固定设备2易于管理管理员可以轻松控制每个设备的网络配置，方便故障排除和安全管理。减少冲突提高安全性3稳定连接静态IP地址确保设备始终保持相同的网络标识，提供稳定的网络连接和数据传输。固定地址可靠连接动态IP地址分配DHCP服务器分配DHCP服务器会自动分配可用的IP地址给连接到网络的设备，例如电脑、手机和打印机。自动获取地址设备连接到网络时，会向DHCP服务器发送请求，并自动获取分配的IP地址，无需手动配置。地址释放当设备断开网络连接时，分配给它的IP地址会自动释放，供其他设备使用。节省管理时间动态分配IP地址，可以节省管理员手动配置IP地址的时间和工作量。NAT技术1网络地址转换NAT技术用于将私有IP地址转换为公有IP地址，以便在互联网上进行通信。2节省IP地址NAT技术允许多个设备共享一个公有IP地址，这可以节省IP地址资源。3增强安全NAT技术可以隐藏内部网络中的设备，使其难以被外部攻击者发现。4应用场景NAT技术广泛应用于家庭网络、企业网络和移动设备中。私有IP地址内部网络使用私有IP地址用于局域网（LAN）内部，例如家庭、办公室或企业网络。它允许设备在同一网络中互相通信。无需注册私有IP地址范围由IANA（互联网号码分配机构）定义，无需向任何机构注册。这使网络管理员能够灵活地配置网络。公有IP地址用于互联网上的计算机，全球唯一与互联网上的其他计算机通信服务器和其他设备使用IP地址转换网络地址转换（NAT）将私有IP地址转换为公有IP地址，以便多个设备共享一个公有IP地址连接互联网。地址转换过程NAT设备会将源IP地址和端口号替换为自己的公有IP地址和新的端口号，并记录转换关系。NAT类型NAT分为静态NAT、动态NAT和端口地址转换（PAT）等类型，根据不同的场景选择不同的NAT类型。端口号通信识别端口号用于识别计算机上的应用程序，不同的应用程序使用不同的端口号进行通信。网络连接每个端口号对应一个网络连接，通过指定端口号，可以将数据发送到特定的应用程序。端口范围端口号范围从0到65535，其中0到1023为系统保留端口，用于系统服务。端口类型端口号分为三种类型：知名端口、注册端口和动态端口。TCP/IP五层模型应用层应用程序与网络进行交互，如网页浏览、电子邮件发送。传输层提供可靠的数据传输服务，例如TCP协议，确保数据完整性和顺序。网络层负责数据包的路由和寻址，使用IP协议，将数据包从源主机发送到目标主机。数据链路层负责在网络接口之间传输数据帧，例如以太网协议，管理数据在局域网中的传输。物理层负责将数据转换为电信号，在物理介质上传输，例如网线、光纤。网络层的作用11.数据路由网络层负责将数据包从源主机路由到目标主机。22.地址解析将逻辑地址（IP地址）转换为物理地址（MAC地址）。33.网络互联网络层通过路由协议将不同的网络连接在一起，形成一个更大的网络。44.数据包转发网络层根据路由信息将数据包转发到下一个节点。数据链路层的作用11.帧封装数据链路层将网络层传递过来的IP数据报封装成帧，并添加MAC地址、帧校验码等信息。22.物理地址寻址利用MAC地址进行数据帧的发送和接收，确保数据在同一个局域网内能够准确到达目标设备。33.介质访问控制管理共享网络介质的访问，协调不同设备对网络资源的竞争，例如以太网中的CSMA/CD协议。44.差错检测在帧中添加校验码，用于检测数据传输过程中的错误，确保数据帧完整性。物理层的作用物理连接物理层负责网络设备之间的物理连接。例如，网线、光纤和无线信号。数据传输物理层将数据转换成电信号或光信号进行传输，例如，将数据编码为二进制信号。信号处理物理层负责处理网络设备之间信号的接收和发送，例如，信号的放大和整形。应用层的作用用户界面应用层为用户提供网络服务，例如网页浏览、电子邮件、文件传输等。数据格式转换应用层负责将应用程序数据转换成网络协议可识别的格式，例如将文本转换为HTTP协议。网络服务应用层提供各种网络服务，例如DNS、FTP、SMTP、POP3等，为应用程序提供网络功能支持。数据安全应用层可以通过加密和认证等机制确保数据在网络传输过程中的安全。传输层的作用数据可靠传输传输层提供可靠的数据传输服务，确保数据完整无误地到达目的地。例如，使用TCP协议可以保证数据按顺序到达，并且不会丢失数据。数据分段与重组传输层将应用程序数据分割成多个数据段，并在每个数据段中添加控制信息，以便在接收端进行重组，恢复原始数据。IP地址的基本概念总结唯一标识每个设备在网络中拥有唯一的IP地址，便于识别和通信。网络地址IP地址包含网络地址和主机地址，标识设备在网络中的位置和范围。数据传输IP地址用于数据包的发送和接收，确保数据传递到正确的目标设备。IP地址在网络中的应用网络通信IP地址是网络通信的基础，用于识别网络中的设备。互联网连接IP地址使互联网上的设备可以相互通信。访问网站用户使用IP地址访问网站，获取信息和服务。电子邮件IP地址用于发送和接收电子邮件。IP地址管理中的挑战地址枯竭随着互联网的快速发展，IP地址资源日益紧张，