《网络地址IPv》课件

网络地址IPvIPv（InternetProtocolVersion，互联网协议版本）是为计算机网络中不同主机分配唯一地址的标准协议，用于区分不同的设备。课程简介课程目标了解IP地址的概念，掌握IPv4和IPv6地址的结构和分类，熟悉IPv6的应用场景，了解IPv4向IPv6的过渡方案。课程内容涵盖IP地址的基础知识、IPv4和IPv6地址的详细介绍、IPv6的应用及发展趋势等。课程目标使学生能够理解IP地址的概念和作用，掌握IPv4和IPv6地址的配置和管理，为深入学习网络技术打下基础。目录1.什么是IP地址？IP地址的定义IP地址的组成IP地址的分类2.IPv4地址IPv4地址的结构IPv4地址的分类IPv4地址的分配3.IPv6地址引入IPv6的背景IPv6地址的结构IPv6地址的分类4.IPv4与IPv6的区别地址空间地址结构地址书写报头格式1.什么是IP地址？网络数据包网络数据包是网络通信的基本单位，包含源地址和目标地址等信息。网络设备网络设备，如路由器，通过IP地址识别不同的网络设备，实现数据包的转发。网络连接每台连接到互联网的设备都有唯一的IP地址，用于识别和连接到网络。1.1IP地址的定义网络标识符IP地址是网络协议中用于识别网络设备的唯一标识符。地址分配IP地址由网络管理机构分配，确保每个网络设备都有唯一的地址。通信关键IP地址是网络设备之间进行通信的关键，用于发送和接收数据包。1.2IP地址的组成1网络号表示网络的标识符，用于区分不同的网络。2主机号表示网络中特定主机的标识符，用于区分同一网络中的不同主机。3子网掩码用于区分网络号和主机号，并确定网络的规模。1.3IP地址的分类11.类A地址网络号占8位，主机号占24位，地址范围为1.0.0.0~126.255.255.255。22.类B地址网络号占16位，主机号占16位，地址范围为128.0.0.0~191.255.255.255。33.类C地址网络号占24位，主机号占8位，地址范围为192.0.0.0~223.255.255.255。44.类D地址用于多播地址，地址范围为224.0.0.0~239.255.255.255。2.IPv4地址IPv4地址是互联网协议版本4中使用的网络地址。它是目前互联网上最常用的地址类型，但在IPv6的不断普及下，其地位正在逐渐被取代。2.1IPv4地址的结构网络接口IPv4地址是分配给网络接口的。32位二进制IPv4地址由32位二进制数字组成。点分十进制通常以点分十进制形式表示，例如192.168.1.1。2.2IPv4地址的分类A类地址A类地址网络号占8位，主机号占24位，可用于较大的网络。B类地址B类地址网络号占16位，主机号占16位，适用于中等规模的网络。C类地址C类地址网络号占24位，主机号占8位，适合小型网络。D类地址D类地址用于组播，网络号占4位，主机号占28位，适用于多播通信。2.3IPv4地址的分配1IANA负责全球IPv4地址空间的分配2RIR区域互联网注册管理机构3国家/地区网络运营商分配给最终用户IPv4地址的分配遵循层级结构，从IANA到区域互联网注册管理机构（RIR），最后分配给各个国家/地区网络运营商。网络运营商会将分配到的IPv4地址分配给最终用户，例如企业、个人和机构等。3.IPv6地址IPv6是一种新的网络地址协议，用于解决IPv4地址枯竭的问题。IPv6比IPv4提供更广泛的地址空间，支持更复杂的功能，并能满足未来网络发展的需求。3.1引入IPv6的背景IPv4地址空间枯竭随着互联网用户和设备的爆炸式增长，IPv4地址空间已接近枯竭，无法满足未来互联网发展的需求。IPv4安全性问题IPv4协议存在一些安全漏洞，例如地址欺骗和网络攻击，影响了网络的稳定性和安全性。IPv6的优势IPv6具有更大的地址空间、更强的安全性、更灵活的地址管理机制等优势，能够更好地满足未来互联网发展的需求。3.2IPv6地址的结构地址长度IPv6地址由128位组成，共16个字节。地址表示通常采用十六进制表示，用冒号分隔，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。3.3IPv6地址的分类单播地址唯一标识网络中的一个特定设备，用于一对一的通信。组播地址用于将数据包发送到网络中的多个接收者，实现一对多的通信。任播地址将数据包发送到一组设备中距离发送者最近的一个设备，适合于地理位置敏感的应用。任何播地址用于广播，发送到网络中的所有设备，适用于网络管理等特殊场景。IPv4与IPv6的区别IPv4和IPv6是两种不同的网络协议，它们在地址空间、地址结构、地址书写、报头格式等方面存在显著差异。4.1地址空间4.3BIPv4有限的地址空间340万亿IPv6几乎无限的地址空间IPv4地址空间有限，导致地址短缺。IPv6采用更大的地址空间，可以满足未来互联网发展需求。4.2地址结构IPv4和IPv6地址结构不同，IPv4地址由32位二进制数字组成，使用点分十进制表示法。每个字节代表一个8位数字，每个字节之间用点号隔开，例如：192.168.1.1。IPv6地址由128位二进制数字组成，使用十六进制表示法，每个字节代表一个16位数字，每个字节之间用冒号隔开，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。4.3地址书写IPv4IPv6采用点分十进制表示法采用冒号分隔的十六进制表示法例如：192.168.1.1例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:73344.4报头格式IPv4和IPv6的报头格式存在很大差异，主要体现在以下几个方面：IPv4的报头长度固定为20字节，而IPv6的报头长度可变，最小为40字节。IPv4的报头包含14个字段，而IPv6的报头包含8个字段，字段的含义和结构也不尽相同。IPv4的报头中包含校验和字段，用于检测数据包在传输过程中是否损坏，而IPv6的报头中没有校验和字段，而是通过IPsec提供安全保障。5.IPv4向IPv6的过渡IPv4地址空间日益枯竭，IPv6作为下一代互联网协议，具有更大的地址空间和更强的功能，逐步取代IPv4成为必然趋势。IPv4向IPv6的过渡是一个复杂的过程，需要协调各方努力，包括技术、政策、应用等方面的调整。5.1过渡方案双栈双栈方案是指同时使用IPv4和IPv6协议，设备同时拥有IPv4和IPv6地址，能够同时处理IPv4和IPv6数据包，并相互兼容，可以逐步向IPv6过渡。隧道技术隧道技术是指将IPv6数据包封装在IPv4数据包中，通过IPv4网络传输，到达目的地后解封装，实现IPv6数据包的传输。转换器转换器是指将IPv4地址转换为IPv6地址，或将IPv6地址转换为IPv4地址的设备，可以将IPv4网络中的设备接入到IPv6网络。混合地址混合地址是指同时使用IPv4和IPv6地址的方案，可以实现IPv4和IPv6的混合使用，方便用户逐步过渡。5.2隧道技术11.封装IPv6数据包被封装在IPv4报文中，然后通过IPv4网络传输。22.隧道入口IPv6数据包进入隧道，由隧道入口节点进行封装。33.隧道出口到达隧道出口节点，解封装IPv6数据包，将其发送到目标网络。5.3双栈技术定义双栈技术是指在同一台设备上同时配置IPv4和IPv6地址。设备能够同时处理两种协议的通信。优点确保网络平稳过渡到IPv6，支持IPv4和IPv6共存。设备可以同时访问IPv4和IPv6网络，提高互操作性。6.IPv6的应用随着互联网技术的发展，IPv6的应用场景越来越广泛。IPv6提供更加丰富的地址空间，可以满足未来互联网发展的需求。6.1新兴应用物联网IPv6为物联网提供更大的地址空间，支持海量设备连接。云计算IPv6支持云计算数据中心的扩展，优化网络性能。5G网络IPv6是5G网络的基础，支持高速数据传输和低延迟。6.2IPv6在中国的应用国家政策中国政府高度重视IPv6的推广应用，制定了相关政策和计划。运营商部署国内主要运营商已完成IPv6网络基础设施建设，并积极开展IPv6业务的推广。用户普及随着IPv6网络覆盖率的提升，越来越多的用户开始使用IPv6网络服务。应用创新IPv6的应用场景不断扩展，为互联网发展带