计算机网络原理与实践 第六章 网络地址IPv4
第六章-网络编址IPv4文辑
十进制到二级制转换
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二进制数制系统 在二进制数制系统中，基是 2。因此，每个位置代表 2 的幂， 幂次逐位增加。在 8 位二进制数中，各个位置分别代表以下数量：
课程目录
6.1 IPv4地址 6.2 不同用途的地址 6.3 分配地址 6.4 它在我的网络中吗？ 6.5 计算地址 6.6 测试网络层
子网划分
三级层次的IP地址是：网络号. 子网号. 主机号；
第一级网络号定义了网点的位置； 第二级子网号定义了物理子网； 第三级主机号定义了主机和路由器到物理网络的连接
；
三级层次的IP地址，一个IP分组的路由选择的过 程为三步：
第一步转发给网点， 第二步转发给物理子网，
第三步转发给主机。
子网划分的作用
划分子网是为了更有效地利用网络资源，减少网络广
播，避免网络阻塞。子网划分的实质就是同一网段进 行更细的分割。
子网
223.1.1.1 223.1.2.1 223.1.1.2 223.1.1.4 223.1.1.3
IP 地址: 子络部分 (高位 bits) 主机部分 (低位 bits)
0 7位网络号 10 14位网络号 110
21位网络号
24位主机号 16位主机号
8位主机号
A类1~127 B类128~191 C类192~223 D类224~239
类别 A B C
网络号 8 16 24
主机号 24 16 8
传统IP编址27-2＝126个A类地址块。 每个A类网有224-2（约1700万）个主机地址。 这样的网络很少。 地址范围 1.0.0.1 ～ 126.255.255.254（注意，去除所有 的全“0”，全“1”的主机号）。
计算机网络信息安全理论与实践教程 第6章
第6章 认证技术的原理与应用 一个Kerberos系统涉及到四个基本实体： * Kerberos客户机：用户用来访问服务器的设备。 * AS(Authentication Server)：为用户分发TGT(Ticket Granting Ticket)的服务器。用户使用TGT(Ticket Granting Ticket)向TGS(Ticket Granting Server)证明自己的身份。 * TGS(Ticket Granting Server)：为用户分发到最终目 的票据的服务器，用户使用这个票据向自己要求提供服务的服 务器证明自己的身份。 * 应用服务器(Application Server)：为用户提供特定服务。
第6章 认证技术的原理与应用
1. 向AS申用TGT用据 2. 证发TGT发客客 Kerberos客客 AS目目应 3. 证发TGT和应用目目用据申申 4. 证发应用用据发客客 TGS目目应 KDC 5.证发包包用据发目目应 6. 应用目目应应认申用
应用目目应
图6-5 Kerberos工作流程示意图
图6-1 单向认证过程示意图
第6章 认证技术的原理与应用 6.4.2 双向认证 双向认证是指在网络服务认证过程中，不仅服务方对客户 方要进行鉴别，而且客户方也要鉴别服务方的身份。双向认证 增加了客户方对服务方的认证，这样就可以解决服务器的真假 识别安全问题。双向认证过程如图6-2所示，认证过程由九步 构成： 第一步，客户方向服务器发出访问请求； 第二步，服务器要求客户方输入ID； 第三步，客户方向服务器输入ID；
第6章 认证技术的原理与应用 第二步，服务器要求客户方输入ID； 第三步，客户方向服务器输入ID； 第四步，服务器要求客户方输入密码； 第五步，客户方向服务器输入密码； 第六步，服务器验证ID和密码，如果匹配则允许客户进 入系统访问。
ipv4分类依据
ipv4分类依据IPv4地址是互联网中设备的唯一标识符，它们由32位二进制数字组成，通常以点分十进制表示。
根据其特定的范围，IPv4地址可以分为五个主要类别，包括A类、B类、C类、D类和E类。
A类地址是最常见的IPv4地址类型之一，范围从 1.0.0.0到126.255.255.255。
在A类地址中，第一个字节用于网络标识，而剩余的三个字节用于主机标识。
A类地址适用于大型网络，可以容纳数百万台设备。
B类地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255，其中前两个字节用于网络标识，而后两个字节用于主机标识。
B类地址通常用于中等规模的网络，可以容纳数千台设备。
第三，C类地址范围从192.0.0.0到223.255.255.255，其中前三个字节用于网络标识，而最后一个字节用于主机标识。
C类地址适用于小型网络，可以容纳数百台设备。
D类地址用于多播（Multicast）通信，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
多播地址用于将数据包发送到一组设备，而不是单个设备。
E类地址是实验性地址，范围从240.0.0.0到255.255.255.255，通常不用于普通网络通信。
E类地址保留供未来使用或特定用途。
除了以上五种主要类别之外，还有一些特殊的保留地址，如私有地址和保留地址。
私有地址范围包括10.0.0.0到10.255.255.255、172.16.0.0到172.31.255.255以及192.168.0.0到192.168.255.255，用于内部网络和局域网之间通信。
保留地址则用于特定目的，如环回地址127.0.0.1用于本地主机通信。
总的来说，IPv4地址根据其特定范围和用途可分为不同类别，每种类别都有其独特的特点和适用范围。
了解这些地址类型有助于网络管理员正确配置网络，并确保网络通信的顺畅进行。
IPv4地址的分类依据是网络通信中至关重要的一部分，对于理解和优化网络性能至关重要。
IPV4与IPV6
1.什么是IPV4？互联网协议版本4（英语：Internet Protocol version 4，IPv4）是互联网协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。
IPv4在IETF于1981年9月发布的RFC 791中被描述，此RFC替换了于1980年1月发布的RFC 760。
IPv4是一种无连接的协议，操作在使用分组交换的链路层（如以太网）上。
此协议会尽最大努力交付分组，意即它不保证任何分组均能送达目的地，也不保证所有分组均按照正确的顺序无重复地到达。
这些方面是由上层的传输协议（如传输控制协议）处理的。
2.什么是IPV6?IPv6（Internet Protocol version 6，互联网通信协定第6版）是被指定为IPv4继任者的下一代互联网协议版本，互联网中最先出现的应用到现在依然占有优势。
这是个用于分组交换互联网络的网络层协议。
3.比较（1）地址IP地址（英语：Internet Protocol Address）是一种在Internet上的给主机编址的方式，也称为网际协议地址。
常见的IP地址，分为IPv4与IPv6两大类。
IPV4：IPv4使用32位（4字节）地址，因此地址空间中只有4,294,967,296（232）个地址。
不过，一些地址是为特殊用途所保留的，如专用网络（约18百万个地址）和多播地址（约270百万个地址），这减少了可在互联网上路由的地址数量。
IPV6：IPv6地址的表达形式一般采用32个十六进制数。
IPv6中可能的地址有2128≈ 3.4×1038个。
也可以考虑为1632个，因为32位地址每位可以取16个不同的值（参考组合数学）。
在很多场合，IPv6地址由两个逻辑部分组成：一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址，主机地址通常根据物理地址自动生成，叫做EUI-64（或者64-位扩展唯一标识）（2）格式IPv4地址可被写作任何表示一个32位整数值的形式，但为了方便人类，它通常被写作点分十进制的形式，即四个字节被分开用十进制写出，中间用点分隔。
《网络地址IPv》课件
IPv4转IPv6
介绍IPv4转IPv6的转换技术 和工具。
IPv6转IPv4
讲解IPv6转IPv4的转换方法 和应用场景。
NAT64（IP协议转 换技术）
解析NAT64技术，可用于 IPv4和IPv6之间的互联互通。
IPv协议相关
1 IPv4协议
简述IPv4协议的原理和功能。
2 IPv6协议
概览IPv6协议的特点和优势。
2 点分十进制表示
示范如何将IPv4地址转换成易读的点分十进制形式。
3 子网掩码
介绍子网掩码的作用以及如何使用它来划分网络。
IPv4网络类型
1
A类、B类、C类网络
详述不同类别网络的地址范围和用途。
2
保留地址和私有地址
了解专门用于特定目的和内部网络的IPv4保留地址和私有地址。
IPv6地址格式
二进制表示
展示如何以二进制形式表示IPv6地址。
冒分十六进制表示
指导将IPv6地址转换为冒分十六进制形式。
IPv6地址类型
单播地址、组播地址、任播地址
解释不同类型IPv6地址的用途和特点。
链路本地地址、站点本地地址、全局地址等
探索特殊用途的IPv6地址类型。
IPv4与IPv6的差异
地址长度
比较IPv4和IPv6地址长度的差异。
地址类型
讨论IPv4和IPv6地址之间的类型区别。
特点与应用
探索IPv4和IPv6各自的特点和不同应用领域。
IPv地址分配
1
IP地址的分配原则
介绍分配IP地址的原则和最佳实践。
2
IP地址分配方式
详细描述手动分配和自动分配IP地址的方法。
3
IP地址管理
网络安全技术原理与实践 第六章 缓冲区溢出攻击
6.2 缓冲区溢出攻击方式
目前的缓冲区溢出攻击，可以按照以下方法进行分类: (1)按照溢出位置分类：栈溢出、堆溢出和BSS段溢出。 (2)按照攻击者欲达到的目标分类：在程序的地址空间里植 入适当的代码以及通过适当地初始化寄存器和存储器从而控 制程序转移到攻击者安排的地址空间去执行。 (3)按照攻击目标分类：攻击栈中的返回地址、攻击栈中保 存的旧框架指针、攻击堆或BSS段中的局部变量或参数、攻 击堆或BSS段中的长跳转缓冲区。
缓冲区溢出攻击示意图
6.3 缓冲区溢出攻击步骤
6.3.1 获取漏洞信息
缓冲区溢出漏洞信息的 获取，主要有两种途径， 一是自己挖掘，二是从漏 洞公告中获得。当前，公 布漏洞信息的权威机构主 要有 公共漏洞公告 (Common Vulnerabilities and Exposures，CVE)和计 算机应急响应小组 (Computer Emergency Response Team,CERT）中 获取漏洞信息，如图所示。
6.2.3 流程跳转技术
缓冲区溢出的一个非常关键的步骤就是要实现进程执行流程 跳转，这也正是缓冲区溢出攻击的首要目的。只有实现了流程的 跳转，才能在被攻击的主机上执行所植入的代码，实现控制被攻 击主机的目的。要实现执行流程跳转，攻击者可以通过缓冲区溢 出漏洞修改有关执行流程的管理信息，如返回地址。
6.4 缓冲区溢出攻击的防范方法
目前有三种基本的方法保护缓冲区免受缓冲区溢出的攻击和影： 强制写正确的代码的方法 基于探测方法的防御 对缓冲区溢出漏洞检测研究主要分为如下的三类： 1）基于源代码的静态检测技术 2）基于目标代码的检浏技术 3）基于源代码的动态检测技术 基于操作系统底层的防御 1）库函数的保护 2）操作系统内核补丁保护 （a）NOEXEC技术 （b）ASLR（Address Space Layout Randomization，地址空间结构 随机化）
移动ipv4工作原理
移动ipv4工作原理移动IPv4（Mobile IP）是一种使移动设备能够在不更改其网络地址的同时进行跨网络移动的协议。
移动IPv4的工作原理如下：1. 移动设备注册：当移动设备连接到网络时，它会向主机所在网络的本地注册代理（Local Registration Agent）发出请求，以获取一个可用的主机地址。
注册代理将为移动设备分配一个主机地址，并将此地址与移动设备的移动IP地址进行映射。
2. 路由更新：注册代理会将移动设备的位置信息（主机地址）通知给主机所在网络的默认路由器（Home Agent），以便路由器可以更新路由表，知道如何将数据包发送到移动设备所在的网络。
3. 外部数据包转发：当外部主机想要向移动设备发送数据包时，数据包会首先被发送到主机所在网络的默认路由器（Home Agent）。
主机的默认路由器会根据路由表中的信息，将数据包转发给注册代理（Care-of Address）。
注册代理通过网络将数据包传输到移动设备。
4. 移动设备数据包传输：移动设备接收到数据包后，它会根据目标地址进行处理。
如果目标地址是自己的移动IP地址，那么移动设备直接将数据包接收处理。
如果目标地址不是自己的移动IP地址，那么移动设备会将数据包转发给预设的默认路由器（Home Agent），再由路由器将数据包发送给目标主机。
5. 路由优化：在移动IPv4中，为了减少数据包经过的路径和减小延迟，一种称为"三角路由"的路由优化机制常被使用。
即当移动设备进行通信时，它可以直接与目标主机进行直接通信，而不经过默认路由器（Home Agent）的中转。
通过以上工作原理，移动IPv4实现了移动设备的跨网络移动而无需更改其网络地址，使移动设备能够在不同网络之间进行通信，并实现了路由优化，提高了传输效率。
IPv4与IPv6的比较
IP V 4与IP V 6的比较李 谨Ξ(新疆教育学院数学与信息技术分院,新疆 乌鲁木齐 830043) 摘 要:通过对目前使用的网络通信协议IPv4存在的实际问题的讨论,引入对新一代网络通信协议IPv6的新特性及其应用前景的介绍。
关键词:IPv6;IPv4;网络中图分类号:TP393103 文献标识码:A 文章编号:1008—3588(2004)02-0106-03到目前为止,互联网已取得了巨大的成功,而这很大程度上归功于其核心通信协议IPv4,然而,随着基于Internet 的各种应用的迅猛发展,IPv4也因为各种自身的缺陷而举步维艰。
为了彻底解决IPv4存在的问题,IPv6应运而生。
本文就下表中所列出的IPv4与IPv6的主要差异进行讨论。
IP V 4与IP V 6的主要差异主要差异IP V 4IP V 6地址空间采用128位的IP 地址标识,理论上大约可以容纳314×1038个主机采用32位IP 地址标识,理论上大约可以容纳43亿个主机路由选择效率庞大的路由表增加了路由查找和存储的开销:数据包的报头长度不固定,不利于进一步提高路由器的数据吞吐率采用具有分级结构地址的改进路由结构及简化的报头定长结构和更合理的分段方法,提高了网络的整体吞吐量。
服务质量保证对互联网上涌现的新的业务类型缺乏有效的支持及服务质量保证为服务质量控制提供了良好的网络平台一、IPv4与IPv6的地址空间IPv4协议将每个网络接口长度设定为32位IP 地址标识,这决定了IPv4的地址空间大约理论上可以容纳43亿个主机,这一地址空间难以满足未来移动设备和消费类电子设备对IP 地址的巨大需求量。
加之IPv4协议将IP 地址分成了三类:A 类,用于大型企业;B 类,用于中型企业;C 类,用于小型企业。
A 类、B 类、C 类地址可以标识的网络个数分别128、16384、2097152,每个网络可容纳的主机个数分别16777216、65536、256。
IP地址详解
网络基础知识小结之一：理解IPv4地址的含义网络没有地址就不能工作:只要你发送某种东西，你就需要具体说明这个东西要发到哪里和从哪里发出来的。
要做一个高效率的网络工程师或者管理员，你需要全面理解IP地址:你需要能够依靠自己思考。
如果发生了某些问题，很可能是某些地址分配不正确。
迅速查明故障所在位置对于英雄和普通人来说是有很大区别的。
普通人需要很长时间才能修复这个问题。
在下一篇文章介绍子网之前，我想以最原始的格式全面介绍一下IP地址。
这对于理解子网是非常重要的。
IPv4地址和32位数字IP地址只是32位二进制数字。
但是，它们是重要的二进制数字:你需要知道如何处理这些数字。
当处理子网掩码的时候，新的网络管理员一般会混淆他们没有记住的子网掩码。
所有这些子网掩码的总和是移动代表一个“网络”的地址部分与代表一台“主机”的部分之间的界限。
一旦你适应了这种关于IP地址和子网掩码的思维方式，你就掌握了IP地址的方法。
二进制非常简单。
在二进制中，数码只有0和1。
一个32位数码有32个0和1。
我们都适应十进制数码。
在十进制中，数码中的每一个位置都可以是0至9之间的任何一个数字。
在二进制中，每一个位置或者是一个0，或者是一个1。
下面是以二进制表示的255.255.255.0的地址。
11111111.11111111.11111111.00000000为了方便，网络工程师一般把IP地址分为4个8位字段，或者称作8位字节。
在8位数字中，如果所有的字节都设置为1，那么，这个数码等于255。
在上面的地址中，11111111代表255，00000000代表0。
二进制发挥作用的方法是以二次方为基础的。
每一个字节代表一个不同的二次方。
从左手端开始，最有意义的数位，数字以下列方式组成:这个结果是加法。
这就是说，如果所有的字节不变，你可以为每一个位置简单地加2的次方值。
例如，如果我们有一个8位数11111111，我们可以简单地加:27+ 2 6 +2 5 + 2 4 + 23 + 2 2 + 2 1 + 2 0 = 255现在我们设法理解一个不平凡的例子:11110000我们可以看到，在上述8位数中，有4位数是“固定的”。
IPv4与IPv6详解
IPV4联网协议（Internet Protocol）是规范计算机网络中数据传送的一套协议。
目前使用的是IPv4， IPv6在试验阶段。
TCP/IP协议栈(按TCP/IP参考模型划分)应用层FTP SMTP HTTP ...传输层TCP UDP网络层IP ICMP ARP链路层以太网令牌环FDDI ...地址格式IPv4使用32位地址，因此最多可能有4,294,967,296(=232)个地址。
另一方面，目前还并非很流行的IPv6使用的128位地址所采用的位址记数法，在IPv4也有人用，但使用范围更少。
过去IANAIP地址分为A,B,C,D 4类，把32位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，由IANA分配，后面部分代表局域网地址。
如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用: 255为广播地址，0代表此网络本身) 。
网络掩码(Netmask) 限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。
一些特别的IP地址段:127.x.x.x给本机地址使用。
224.x.x.x为多播地址段。
255.255.255.255为通用的广播地址。
10.x.x.x，172.16.x.x和192.168.x.x供本地网使用，这些网络连到互连网上需要对这些本地网地址进行转换。
但由于这种分类法会大量浪费网络上的可用空间，所以新的方法不再作这种区分，而是把用者需要用的位址空间，以2的乘幂方式来拨与。
例如，某一网络只要13个ip位址，就会把一个 16位址的区段给他。
假设批核了 61.135.136.128/16 的话，就表示从61.135.136.129 到 61.135.136.142 的网址他都可以使用。
IP包长IP包由首部(header)和实际的数据部分组成。
数据部分一般用来传送其它的协议，如TCP, UDP，ICMP等。
局域网ipv4知识
局域网ipv4知识一、什么是局域网IPv4在介绍局域网IPv4之前，我们需要先了解IPv4（Internet Protocol version 4）的概念。
IPv4是一种因特网协议，用于在互联网上识别和寻址网络设备。
IPv4地址是由32位二进制数组成，通常以点分十进制的形式表示。
局域网IPv4是指在一个局限的范围内使用IPv4协议进行通信的网络。
这个范围可以是家庭、企业、学校等地方，其中的设备通过使用非注册和私有的IPv4地址来进行通信。
二、局域网IPv4的特点1. 私有地址范围：局域网IPv4地址采用私有地址范围，以避免与公共网络冲突。
常见的私有地址范围包括10.0.0.0至10.255.255.255、172.16.0.0至172.31.255.255和192.168.0.0至192.168.255.255。
2. 内部通信：局域网IPv4地址主要用于内部通信，例如局域网内的计算机、打印机、路由器等设备之间的通信。
外部设备无法直接通过局域网IPv4地址与局域网内的设备进行通信。
3. NAT转换：为了解决私有地址无法直接访问公共网络的问题，通常会在局域网和互联网之间使用网络地址转换（Network Address Translation，NAT）技术。
NAT可以将局域网IPv4地址映射为公共IPv4地址，使得局域网内的设备可以与互联网进行通信。
4. IP地址分配：在局域网中，通常会使用动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）来为设备分配IPv4地址。
DHCP服务器会自动分配可用的IPv4地址给连接到局域网的设备，简化了地址配置的过程。
三、局域网IPv4的优势1. 内部网络管理：使用局域网IPv4可以更好地管理和控制内部网络。
通过私有地址，管理员可以灵活地分配和管理IP地址，便于跟踪和维护网络设备。
2. 安全性增强：局域网IPv4采用私有地址范围，可在一定程度上提高网络安全。
计算机网络技术电子教案
计算机网络技术电子教案第一章：计算机网络概述教学目标：1. 了解计算机网络的定义、功能和发展历程。
2. 掌握计算机网络的体系结构及其分层原理。
3. 理解常用的网络协议和技术。
教学内容：1. 计算机网络的定义和功能2. 计算机网络的发展历程3. 计算机网络的体系结构4. 网络协议和技术教学方法：1. 采用讲授法，讲解计算机网络的基本概念和原理。
2. 通过案例分析，使学生了解计算机网络在实际应用中的作用。
教学资源：1. PPT课件2. 网络协议和技术的相关资料教学评估：1. 课堂问答2. 课后作业第二章：物理层与数据链路层教学目标：1. 掌握物理层的信号传输和介质访问控制方法。
2. 理解数据链路层的帧同步、差错控制和流量控制。
教学内容：1. 物理层的信号传输和介质访问控制2. 数据链路层的帧同步、差错控制和流量控制教学方法：1. 采用讲授法，讲解物理层和数据链路层的基本原理。
2. 通过实验，使学生了解物理层和数据链路层的技术应用。
教学资源：1. PPT课件2. 相关实验设备教学评估：1. 课堂问答2. 实验报告第三章：网络层与传输层教学目标：1. 掌握网络层的路由选择和转发机制。
2. 理解传输层的端口、传输方式和拥塞控制。
教学内容：1. 网络层的路由选择和转发机制2. 传输层的端口、传输方式和拥塞控制教学方法：1. 采用讲授法，讲解网络层和传输层的基本原理。
2. 通过案例分析，使学生了解网络层和传输层在实际应用中的作用。
教学资源：1. PPT课件2. 相关案例资料教学评估：1. 课堂问答2. 课后作业第四章：应用层与网络应用教学目标：1. 掌握应用层的服务和应用协议。
2. 了解网络应用的类型及应用开发方法。
教学内容：1. 应用层的服务和应用协议2. 网络应用的类型及应用开发方法教学方法：1. 采用讲授法，讲解应用层和服务协议的基本原理。
2. 通过实例分析，使学生了解网络应用的实际开发过程。
教学资源：1. PPT课件2. 网络应用实例资料教学评估：1. 课堂问答2. 课后作业第五章：网络安全与隐私保护教学目标：1. 了解计算机网络面临的安全威胁和攻击手段。
ipv4协议的详解
ipv4协议的详解协议名称：IPv4协议的详解一、引言IPv4（Internet Protocol version 4）是互联网上最常用的网络层协议，它为互联网上的设备提供了唯一的IP地址。
本协议旨在详细解释IPv4协议的工作原理、数据包格式、寻址机制以及相关的扩展功能。
二、工作原理1. 数据包传输IPv4协议使用分组交换技术，将数据分割成小的数据包进行传输。
每个数据包包含源IP地址和目标IP地址，以及其他控制信息。
在传输过程中，数据包通过多个网络节点进行路由，直到到达目标设备。
2. IP地址分配IPv4使用32位的地址空间，共计约42亿个可用地址。
其中一部分地址用于特殊用途，如私有地址和保留地址。
IP地址由网络管理员分配给设备，以确保网络上的每个设备都有唯一的标识。
三、数据包格式IPv4数据包由首部和数据两部分组成。
1. 首部格式IPv4首部包含20字节（或更多）的固定长度字段和可选的选项字段。
首部字段包括：- 版本：指示使用的IPv4版本号。
- 首部长度：指示首部长度，单位为4字节。
- 服务类型：用于指定数据包的优先级或服务质量。
- 总长度：指示整个数据包的长度。
- 标识、标志和片偏移：用于分片和重组数据包。
- 生存时间（TTL）：指定数据包在网络中的最大生存时间。
- 协议：指示上层协议类型，如TCP或UDP。
- 首部校验和：用于校验首部的完整性。
- 源IP地址和目标IP地址：指示数据包的源和目标设备的IP地址。
2. 数据格式IPv4数据部分包含传输的实际数据。
数据的格式和内容由上层协议（如TCP或UDP）决定。
四、寻址机制IPv4使用32位的IP地址来唯一标识网络上的设备。
IP地址分为网络地址和主机地址两部分。
1. 网络地址网络地址用于标识设备所连接的网络。
网络地址由网络管理员分配，通常以CIDR（无类别域间路由）表示法表示，如192.168.0.0/24。
2. 主机地址主机地址用于标识网络上的具体设备。
计算机网络应用 IPv4简介
计算机网络应用IPv4简介Internet协议（Internet Protocol，IP）成功实现了内部网络和Internet的连接，在Internet 的发展过程中，IPv4起到了不可磨灭的作用。
它是一个健壮的协议，这一点在Internet中被大部分人们所认可，在网络中，几乎所有的工作站和服务器都具有IPv4地址。
1．IP地址发展过程自从1969年美国国防部授权ARPANET进行互联网的试验，就宣告了互联网的诞生，IP 地址也随之启用。
在当时，由于主机数量很少，IP地址主要用于区分不同主机，人们对IP 地址的使用相当自由，但随着主机的增多，这种现象的很多弊端也显露出来。
在1982年，随着网络传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）的制定，一般被简称为TCP/IP 协议，因特网开始使用IPv4地址，它由32位二进制数组成，通常采用点分十进制数来表示。
为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP的设计者们将IP地址空间划分为几个不同的地址类别，地址类别的划分就针对于不同大小规模的网络，有效的解决了早期IP地址使用中所出现的弊端。
但是，随着Internet突飞猛进的发展，在IPv4中，无论是使用无类域间路由（CIDR）技术还是网络地址转换（NAT）技术，都无法阻止IPv4地址资源耗尽的问题，对下一代IP协议中足够大的IP地址空间的要求已迫在眉睫。
为了满足互联网日益膨胀的地址需求，IETF （Internet Engineering Task Force互联网工程专门工作组）从1994年7月开始经过多年的研究后提出了IP协议的下一版本IPv6，目前人们已经开始了对IPv6地址的推行和局部应用。
2．IPv4数据报IPv4数据报是互联网中最基本的数据传输单元，它包括一个报头以及与更高层协议相关的数据。
在网络中进行传输的数据，必须在Internet层附加IP报头信息，将其封装成IP数据报，然后才能够传输。
其数据报格式如图4-1所示。
ipv4的编址方法
ipv4的编址方法
IPv4的编址方法是将32位的IP地址分为四个8位的字段，每个字段用十进制数表示，字段之间用点号分隔。
每个字段的取值范围是0-255。
编址方法的具体步骤如下：
1. 确定网络号和主机号：将32位IP地址分为网络号和主机号两部分。
网络号用来标识网络，主机号用来标识网络中的主机。
2. 确定网络号的长度：根据IP地址的类别确定网络号的长度。
IPv4地址分为A、B、C、D、E五个类别，每个类别的网络号长度不同。
3. 划分子网：在网络号中划分子网，将网络号进一步分为网络号和子网号。
4. 分配IP地址：根据划分的子网和主机号，为每个主机分配唯一的IP地址。
5. 配置子网掩码：子网掩码用来确定IP地址中哪部分是网络号，哪部分是主机号。
子网掩码与IP地址进行逻辑与运算，得到网络号。
6. 配置默认网关：默认网关用来将数据包从一个子网传递到另一个子网。
每个主机需要配置一个默认网关。
7. 配置DNS服务器：DNS服务器用来将域名转换为IP地址，每个主机需要配置一个或多个DNS服务器。
以上是IPv4的基本编址方法，通过这些步骤可以实现对IPv4地址的有效管理和分配。
计算机网络协议实现的原理和实践
计算机网络协议实现的原理和实践计算机网络已成为现代社会运转的重要基础设施，而计算机网络协议则是网络系统中不可或缺的部分。
计算机网络协议是指在计算机网络中进行通信时，数据通信双方通信所遵守的一种规则。
在Internet通信中，最常使用的协议是TCP\/IP协议。
这篇文章将详细介绍计算机网络协议的实现原理和实践。
一、计算机网络协议的实现原理计算机网络协议实现的主要原理是层次化结构。
计算机网络协议按照层次分为七层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
物理层：物理层是计算机网络协议的最底层，其主要任务是处理数字信号转换成物理信号，并将其发送给两个临近节点。
数据链路层：数据链路层是物理层之上的一个层次，其主要任务是将传输数据分割成数据帧，并在协议中添加必要的链路控制信息与检错码，以保证数据在链路中正确地传输。
网络层：网络层是计算机网络协议的第三层，其主要任务是处理从传输层收到的数据并将其发送给正确的目标地址。
此外，网络层负责路由选择、拥塞控制、数据包分片和重组等功能。
传输层：传输层是计算机网络协议的第四层，其主要任务是为上层应用程序提供可靠的数据传输服务。
TCP协议和UDP协议是常用的传输层协议。
会话层：会话层是计算机网络协议的第五层，其主要任务是协调并管理两个通信主机之间的通信。
表示层：表示层是计算机网络协议的第六层，其主要任务是将数据格式化和解析，以兼容不同的操作系统和处理器。
应用层：应用层是计算机网络协议的最高层，其主要任务是支持各种应用程序。
例如，电子邮件、文件传输协议（FTP）和HTTP协议等都是应用层协议。
二、计算机网络协议的实践计算机网络协议的实践需要以TCP\/IP协议为例进行说明。
TCP\/IP协议是当前Internet上使用最广泛的协议。
它是一个层次化的协议套件，包括以下四个层次：网络接口层：该层的任务是处理数据在物理传输介质上的传输。
网络层：该层的任务是提供数据的路由、寻址和分组功能。
计算机网络 06 网络互连 路由与IP
从 线 路 接 收 分 组
交 换 结 构
天津师范大学管理学院***计算机网络
8
输出端口将交换结构传送 来的分组发送到线路
当交换结构传送过来的分组先进行缓存。数据 链路层处理模块将分组加上链路层的首部和尾 部，交给物理层后发送到外部线路。
输出端口的处理 网络层处理 分组排队 数据链路层 处理 缓存管理 物理层处理 向 线 路 发 送 分 组
net-id 16 bit
C 类地址 1 1 0 net-id 24 bit
host-id 16 bit
host-id 8 bit
host-id 1 1类地址的主机号字段 10 D 类地址 A 多播地 址
E 类地址 1 1 1 1 0 保留为今后使用
为 3 字节
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
天津师范大学管理学院***计算机网络
11
网络互相连接起来 要使用一些中间设备
中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统：路由器(router)。 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
host-id 8 bit 多播地址
D 类地址 1 1 1 0
E 类地址 1 1 1 1 0
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8 bit B 类地址 1 0 host-id 24 bit
E
C 类地址 1 1 0
net-id 类地址保留为今后使用 16 bit
ipv4协议
ipv4协议IPv4协议。
IPv4（Internet Protocol version 4）是互联网协议中的一种网络层协议，它是目前互联网上使用最广泛的一种协议。
IPv4协议使用32位地址来标识网络上的设备，它是互联网通信的基础，负责数据包的路由和传输。
本文将介绍IPv4协议的基本原理、地址分配方式以及面临的挑战。
首先，IPv4协议采用32位地址来标识网络上的设备。
这意味着IPv4协议最多可以支持约42亿个不同的地址，然而随着互联网的快速发展，这个数量已经远远不够。
因此，IPv4地址资源的枯竭成为了当前互联网面临的一个重要问题。
其次，IPv4地址的分配方式主要有两种，静态地址和动态地址。
静态地址是由网络管理员手动分配给设备的，它们不会改变，适用于一些对地址稳定性要求较高的场景。
而动态地址则是通过DHCP（动态主机配置协议）自动分配给设备的，它们会随着网络的变化而变化，适用于一些对地址灵活性要求较高的场景。
另外，IPv4协议还面临着一些安全和性能方面的挑战。
首先，由于IPv4地址资源的枯竭，一些地区和网络运营商已经开始采用NAT（网络地址转换）技术来缓解地址短缺问题。
然而，NAT技术会带来一些安全隐患和性能损耗，因此如何平衡地址资源和网络安全、性能之间的关系成为了一个重要课题。
其次，IPv4协议在传输数据时并未对数据进行加密，这就为数据的安全性带来了一定的隐患，因此如何在IPv4网络中加强数据的安全性也是一个亟待解决的问题。
综上所述，IPv4协议作为互联网通信的基础协议，扮演着至关重要的角色。
然而，随着互联网的快速发展，IPv4协议也面临着诸多挑战。
因此，我们需要不断地对IPv4协议进行优化和改进，以适应互联网快速发展的需求。
同时，我们也需要积极推动IPv6协议的普及和应用，以解决IPv4地址资源枯竭的问题，从而为互联网的可持续发展做出贡献。
希望本文对您对IPv4协议有所帮助，谢谢阅读。
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[0，0]
[0，主机号] [<-1>，<-1>]
0
0 全1
0
host_id 全1
本网上的本主机
本网上的某主机 有限广播地址
2 IP地址分类－IP地址判断
• 10.1.0.0
• 192.168.1.0 • 172.16.1.1
• 192.168.10.255
• 172.31.1.0 • 1.1.1.1 • 127.1.2.3 • 202.119.256.1
host-id 16 bit
net-id 24 bit
D 类地址 1 1 1 0 多播地址
host-id 8 bit
E 类地址 1 1 1 1 0
保留为今后使用
2 IP地址分类－网络号和主机号
A 类地址 0
net-id 8 bit
B 类地址 1 0 net-id 16 bit C 类地址 1 1 0 net-id 24 bit
E 类地址 1 1 1 1 0 保留为今后使用
2 IP地址分类－三种常用的IP地址
IP 地址中的网络号字段和主机号字段 网络 类别 A B C 第一个可用 最后一个可 的网络号 用的网络号 126 (27 – 2) 1 126 16,384 (214) 128.0 191.255 2,097,152 (221) 192.0.0 223,255,255 最大网络类 每个网络中最 大的主机数 16,777,214 65,534 254
1 IP地址－进制
要掌握二进制与十进制之间的转换，首先必须了解数制的
概念。下表显示了各种常用的进位制及表示。
进位计数制 二进制数 八进制数 十进制数 十六进制数 基数 2 8 10 16 数 码 0，1 0，1，2，3，4，5，6，7 0，1，2，3，4，5，6，7，8， 9 权重 2i 8i 10i 符号 B O D H
IP地址 :: = { <网络号>， <主机号> }
1 IP地址－表示方法
点分十进制记法
机器中存放的 IP 地址 是 32 bit 二进制代码 每隔 8 bit 插入一个空格 能够提高可读性 将每 8 bit 的二进制数 转换为十进制数 采用点分十进制记法 则进一步提高可读性 10000000000010110000001100011111 10000000 00001011 00000011 00011111 128 11 3 31
0，1，2，3，4，5，6，7，8， 16i 9，A，B，C，D，E，F
1 IP地址－进制
在基数为10的数制系统中，权重是10i，在二进制中，使用基
数2，权重是2i。具体来说，数字代表的值等于该数字乘以他所在 位的权重得到的积，把一个r进制的数转换成十进制的数用下面的 公式表示，其中r代表基数。
an ...a1a0.a-1...a-m (r) = a*rn + …+ a*r1 + a*r0 +a*r-1+...a*r-m
1110
11110
多播地址 ( multicast ) 网络号
保留以后使用 网络号
D类地址
E类地址
224～239
240～247
2 IP地址分类－网络号和主机号
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8 bit B 类地址 1 0 net-id 16 bit C 类地址 1 1 0 host-id 24 bit
3 IP地址用途－通信地址类型
IPv4网络中，主机可以用三种方式来通信：单播、组播、广播。
第六章 网络地址IPv4
Computer network technPv4网络地址 IPv4地址分类
IPv4地址用途
1 IP地址概述
• 我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。
• IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分 配一个在全世界范围是惟一的 32 bit 的标识符。
2 IP地址分类－特殊的IP地址
• [网络号，0] 表示指定的网络地址
表示广播地址 • [网络号，< -1 >]
• [127 ,<任意>]
表示回送地址，用于网络软件测试。例
如 127.0.0.1 一旦使用该地址发送数据，则立即返回。
2 IP地址分类－特殊的IP地址
IP地址格式 [网络号，0] [网络号，<-1>] [127，主机号] 网络号 net_id net_id 127 主机号 0 全1 host_id 表示含义 表示指定的网络地址 广播地址 本地回送地址
以十进制数172为例，1表示的值是1×102，1位于我们通常
称为百位的位置，7表示7×101，2表示2×100。所以在十进制数 制系统中，使用计数法，172表示：
172 =（1×102）+（7×101）+（2×100）
1 IP地址－表示方法
• IPv4地址是一种分层的地址结构
4 字节，以十进制数表示，用 “ . ”分开 X . X . X . X N_id （网络号） H_id（主机号）
host-id 24 bit
host-id 16 bit
host-id 8 bit
B C A 类地址的网络号字段 类地址的网络号字段 类地址的主机号字段 net-id net-id host-id 为 为 为 3 1 2 3 字节 字节 字节 1类地址的主机号字段 1 10 D 类地址 多 播 host-id 地 址 B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节
1 IP地址－ipconfig
ipconfig命令是一个非常实用的网络应用程序，可用
来查看主机的IP地址，下图显示了ipconfig命令查看主机 IP地址的配置结果。
2 IP地址分类－五类IP地址
0 10 110 网络号 网络号 网络号 网络号 网络号 主机号 主机号 主机号 A类地址 B类地址 C类地址 1～126 128～191 192～223
128.11.3.31
1 IP地址－子网掩码
和IPv4地址类似，子网掩码也使用点分十进制表示。子网
掩码与IPv4地址一起标识了主机所属的网络。
192 11000000 255 11111111
网络号 168 10101000 255 11111111
1 00000001 255 1111111
主机号 10 00001010 0 00000000