计算机的网络身份-IP地址课件

计算机的网络身份-IP地址引言网络中的身份每个连接到网络的设备都需要一个独特的标识。IP地址的作用IP地址就像一个网络身份证，使设备能够相互识别和通信。什么是IP地址网络身份IP地址就像每个设备在网络中的唯一身份证号，用于标识网络中的每台设备。数据传输IP地址就像邮政编码，它告诉网络设备如何将数据发送到正确的目的地。地址类型IP地址分为两类：IPv4和IPv6，它们代表不同的地址格式和分配机制。IP地址的组成IP地址由网络号和主机号两部分组成，用点分十进制表示，例如：192.168.1.100。网络号标识网络，主机号标识网络中的特定主机。网络号和主机号的长度取决于IP地址的类别。IP地址的分类网络类型IP地址被分为不同的类别，以适应不同的网络规模和地址分配需求。层次结构IP地址分类建立了层次化的地址空间结构，方便管理和分配。地址分配不同的类别对应不同的地址范围，用于分配给不同的网络。IPv4地址分类A类地址网络号占8位，主机号占24位。地址范围为1.0.0.0-126.255.255.255。B类地址网络号占16位，主机号占16位。地址范围为128.0.0.0-191.255.255.255。C类地址网络号占24位，主机号占8位。地址范围为192.0.0.0-223.255.255.255。A类地址1网络号范围从1.0.0.0到126.255.255.255。2主机号范围每个网络最多容纳16,777,214个主机。3网络号位数第一个字节用于网络号，剩余三个字节用于主机号。B类地址B类地址用于中等规模的网络，例如公司内部网络。B类地址范围是128.0.0.0到191.255.255.255。每个B类网络可以容纳65,534个主机。C类地址网络号前24位用于标识网络，后8位用于标识主机。主机号允许连接28-2=254个主机，其中2个地址保留。应用场景适用于小型企业或个人网络，可以满足大多数用户的网络需求。D类地址组播地址用于将数据发送到多个接收者。地址范围224.0.0.0-239.255.255.255E类地址研究和实验E类地址主要用于实验和研究目的，不适用于公共网络。地址范围E类地址的范围是240.0.0.0-255.255.255.255，但实际上很少使用。未来发展未来可能用于新的网络协议或特殊用途，目前尚无明确的应用场景。子网掩码子网掩码是一个用于区分网络地址和主机地址的二进制掩码。它是一个32位的二进制数，用于识别IP地址中的网络部分和主机部分。子网掩码通常用点分十进制表示，例如255.255.255.0。它与IP地址一起使用，来确定网络和主机的位置。子网划分的目的提高网络效率通过将网络划分为多个子网，可以减少广播域的大小，降低网络广播流量，从而提高网络性能。增强网络安全性子网划分可以帮助隔离不同类型的网络设备，如服务器和工作站，从而增强网络安全性。简化网络管理将网络划分为多个子网后，管理员可以更轻松地管理和维护各个子网，提高管理效率。子网划分的原理1网络地址标识子网在整个网络中的位置2主机地址标识子网内的主机3子网掩码区分网络地址和主机地址示例：将C类地址划分子网1原始网络假设一个C类网络地址为192.168.1.0，掩码为255.255.255.0，可以容纳254台主机。2划分子网将该网络划分为4个子网，每个子网包含62台主机，掩码变为255.255.255.192。3子网地址子网地址分别为192.168.1.0、192.168.1.64、192.168.1.128和192.168.1.192。IP地址分配原则避免IP地址冲突合理分配IP地址资源提高网络安全DHCP服务自动分配IP地址DHCP服务器自动分配IP地址给网络中的设备，简化了网络管理。简化配置DHCP客户端自动获取IP地址，无需手动配置，方便用户使用。提高网络效率DHCP服务确保了IP地址的有效利用，避免地址冲突，提高网络性能。DHCP工作原理1DHCP服务器分配IP地址2DHCP请求客户端发送请求3IP地址分配服务器分配IP地址NAT地址转换技术隐藏内部网络NAT保护内部网络的IP地址，使其对外部世界不可见。地址重用NAT允许多个设备共享少量公共IP地址。简化网络管理NAT简化了IP地址的分配和管理，特别是在具有大量设备的网络中。NAT的工作过程请求发送内部网络主机向外部网络发送数据包，包含源IP地址和目的IP地址。NAT转换NAT设备将数据包的源IP地址替换为NAT设备的公网IP地址，并修改目的端口号。数据包转发NAT设备将修改后的数据包转发到外部网络，以便外部网络主机接收。响应接收外部网络主机将响应数据包发送到NAT设备，包含目的IP地址和源IP地址。NAT转换NAT设备将响应数据包的目的IP地址和源端口号替换为内部网络主机的IP地址和端口号。数据包转发NAT设备将修改后的响应数据包转发到内部网络，以便内部网络主机接收。IPv6介绍下一代互联网协议IPv6是互联网协议的最新版本，旨在解决IPv4地址空间枯竭的问题。更大的地址空间IPv6使用128位地址，提供了比IPv4更大的地址空间，足以满足未来互联网的增长需求。改进的安全性IPv6包含了新的安全功能，例如IPsec，可以提供更安全的网络通信。IPv6地址结构IPv6地址由128位组成，通常用8个16进制数表示，每个数之间用冒号分隔，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。IPv6地址可以分为网络部分和主机部分。网络部分用于标识网络，主机部分用于标识网络中的主机。IPv6地址的结构可以分为以下几部分：网络前缀：标识网络。子网前缀：用于在网络内部进行子网划分。主机标识：用于标识网络中的主机。IPv6地址表示十六进制表示IPv6地址通常用十六进制表示，由8个16位数字组成，每组数字之间用冒号分隔。压缩表示为了简化表示，可以将连续的零值组缩写为双冒号"::"。例如，2001:0:200:3:0:0:0:1可以简写为2001::200:3:1。IPv6地址分配全球统一IPv6地址由IANA（互联网号码分配机构）进行全球统一分配。分层管理IANA将地址分配给各区域注册管理机构（RIR），RIR再分配给各国家和地区。运营商分配最终由网络运营商负责分配给用户，确保地址的有效使用和管理。IPv4向IPv6过渡IPv4资源枯竭IPv4地址空间有限，随着互联网设备数量的增长，IPv4地址资源日益稀缺。IPv6地址空间充足IPv6拥有更大的地址空间，可以满足未来互联网发展的需求。技术演进的必然IPv6是下一代互联网协议，提供了更安全、高效、稳定的网络环境。IPv4/IPv6双栈技术同时支持IPv4和IPv6设备同时拥有IPv4和IPv6地址。兼容性确保与现有IPv4网络兼容并能访问新的IPv6网络。过渡阶段在IPv4向IPv6过渡期间，双栈技术提供了平滑过渡的方案。小结1IP地址是计算机在网络中的唯一标识，就像人的身份证号码一样。2子网掩码用于划分网络，将一个大的网络分割成多个小的子网。3DHCP