《IP地址与路由介绍》课件

地址与路由介绍IP欢迎来到IP地址与路由介绍课程本课程将深入探讨网络通信的核心概念，帮助您理解数据包如何在复杂的互联网中导航地址的作用和类型IP唯一标识网络定位IP地址为每个网络设备提供唯一IP地址帮助定位设备在网络中的标识，确保数据包能够准确送位置，便于路由器进行数据转达发类型划分主要分为IPv4和IPv6两种类型，适应不同网络环境和需求地址结构和分类IPv4结构分类IPv4地址由32位二进制数组成，通常以四组点分十进制表示每分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类用于常规网络通信组范围为0-255D类用于多播，E类保留地址分配和应用IPv4分配IANA1互联网号码分配机构IANA负责全球IP地址的分配区域分配2各区域互联网注册机构RIR负责特定地理区域的IP地址分配分配ISP3互联网服务提供商ISP向最终用户分配IP地址地址结构和特点IPv6位长度十六进制表示128IPv6地址由128位组成，大大扩展通常以8组16位十六进制数表示，了地址空间每组之间用冒号分隔简化表示法连续的零可以用双冒号::省略，但每个地址中只能使用一次地址分配和应用IPv6全球单播地址用于互联网通信，全球唯一链路本地地址用于同一网段内通信，以fe80开头唯一本地地址类似于IPv4的私有地址，以fd00开头子网划分概念和作用网络分割安全隔离性能优化将大型网络分割成多个较小的子网，提高网通过子网划分实现网络隔离，增强安全性减少广播域，提高网络性能和带宽利用率络管理效率子网划分的方法确定需求1评估所需子网数量和每个子网的主机数选择子网掩码2根据需求选择合适的子网掩码计算子网地址3使用子网掩码计算每个子网的网络地址分配范围IP4为每个子网分配可用IP地址范围子网掩码计算确定网络类别1识别IP地址的类别（A、B或C类）借用主机位2从主机位借用位数来创建子网计算子网数32的借用位数次方得到子网数确定可用主机数42的剩余主机位数次方减2网关和路由器概念网关路由器网关是连接两个不同网络的设备，负责数据包的转换和转发它路由器是一种特殊的网关，主要用于不同网络之间的数据包转可以是硬件设备，也可以是软件程序发它根据路由表决定数据包的最佳路径路由的基本原理接收数据包1路由器接收到达的数据包检查目的地址2分析数据包的目的IP地址查询路由表3在路由表中寻找最佳匹配路径转发数据包4将数据包转发到下一跳或目的地静态路由和动态路由静态路由动态路由管理员手动配置路由条目，适用路由器自动交换路由信息并更新于小型网络或特定路由需求路由表，适用于大型或复杂网络混合路由同时使用静态和动态路由，结合两者优势常见的路由协议RIP OSPFBGP路由信息协议，适用于小型网络开放最短路径优先，适用于中大型网络边界网关协议，用于互联网骨干网络路由协议RIP距离矢量协议定期更新12使用跳数作为路由度量每30秒广播整个路由表最大跳数收敛速度慢34限制最大跳数为15，防止路由网络变化时收敛速度较慢环路路由协议OSPF链路状态协议基于网络拓扑构建最短路径树区域划分通过区域划分提高可扩展性快速收敛网络变化时能快速调整路由支持大型网络适用于大型复杂网络环境路由协议BGP路径矢量协议自治系统间路由策略路由BGP不仅考虑目的地，还考虑到达目的地主要用于不同自治系统（AS）之间的路由支持复杂的路由策略，可以根据多种属性的整个路径选择选择最佳路径路由器的基本配置接口配置1设置IP地址和子网掩码路由协议配置2选择并配置适当的路由协议安全设置3配置访问控制列表和密码配置DHCP4设置动态主机配置协议（如需要）路由器的端口类型以太网端口串行端口控制台端口用于连接局域网设备，如交换机或计算机用于广域网连接，如租用线路用于本地管理和配置路由器路由表的查看和管理查看路由表添加静态路由使用show ip route命令查看当使用iproute命令手动添加静态前路由表路由条目删除路由清除路由缓存使用no iproute命令删除特定使用clear iproute命令刷新路路由条目由表路由故障排查方法检查物理连接1确保所有网络设备正确连接验证配置IP2检查IP地址、子网掩码和默认网关设置测试连通性3使用ping和traceroute命令测试网络连通性分析路由表4检查路由表是否有正确的路由条目网络地址转换技术NAT地址复用安全增强NAT允许多个内部私有IP地址隐藏内部网络结构，增加网络安共享一个公共IP地址全性地址节省IPv4有效缓解IPv4地址短缺问题的工作机制NAT1234出站数据包转换创建表项入站数据包转换转发到内部网络NAT将源私有IP替换为公共IP记录IP和端口映射关系根据NAT表将目的公共IP替将转换后的数据包发送到内换为私有IP部目标主机的转换过程NAT静态NAT一对一映射，适用于需要固定公网IP的服务器动态NAT从地址池中动态分配公网IP，适用于临时访问外网PAT端口地址转换，多个私有IP共享一个公网IP的应用场景NAT家庭网络企业网络负载均衡多个设备共享一个ISP分配的公网IP地址隐藏内部网络结构，增强安全性将外部请求分发到内部多个服务器端口地址转换技术PAT概念优势PAT是NAT的一种特殊形式，也称为NAT重载它允许多个内部PAT大大节省了公网IP地址资源，使得成千上万的内部用户可以地址映射到一个外部地址的不同端口共享一个公网IP地址访问互联网的工作原理PAT源地址转换1将内部私有IP地址转换为公网IP地址源端口修改2修改源端口号，确保每个连接唯一维护转换表3记录IP地址和端口的映射关系返回数据包转换4根据转换表将数据包发送回正确的内部主机网络安全与路由策略访问控制列表加密通信使用ACL过滤网络流量，控制访实施IPsec等加密协议，保护数据问权限传输安全路由认证防火墙集成启用路由协议认证，防止未授权将路由器与防火墙功能结合，增的路由更新强网络边界安全路由安全的防御措施防火墙入侵检测VPN部署防火墙，过滤不必要的网络流量使用VPN加密远程访问和站点间通信部署IDS/IPS系统，监控和防御网络攻击路由协议的安全配置启用认证配置MD5或SHA认证，确保路由更新的真实性过滤路由更新使用路由过滤器，只接受可信来源的路由信息配置被动接口在不需要建立邻居关系的接口上禁用路由协议未来路由发展趋势软件定义网络SDN1集中化控制，提高网络灵活性意图驱动网络2基于业务意图自动配置网络与边缘计算5G3支持低延迟、高带宽应用辅助路由AI4智能预测和优化网络性能本课程小结与展望核心概念回顾实践技能提升未来学习方向我们学习了IP地址、子网划分、路由通过配置示例和故障排查，提高了实建议深入学习SDN、网络安全等前沿原理等核心概念际操作能力技术，持续提升网络技能。