第3章Internet地址及地址解析

1、第第3章章 Internet 地址及地址解析地址及地址解析要求：要求：1.掌握掌握Internet編址的方式編址的方式2.掌握掌握Internet編址的類型及特征編址的類型及特征3.掌握特殊格式的掌握特殊格式的Internet地址及其應用場合地址及其應用場合4.了解了解Internet編址的缺陷編址的缺陷5.掌握硬件地址和網(wǎng)絡地址的含義掌握硬件地址和網(wǎng)絡地址的含義 6.掌握掌握ARP的工作原理的工作原理7.了解了解RARP協(xié)議的原理及報文格式協(xié)議的原理及報文格式 8.掌握地址轉(zhuǎn)換的過程，特別是不同網(wǎng)間轉(zhuǎn)換掌握地址轉(zhuǎn)換的過程，特別是不同網(wǎng)間轉(zhuǎn)換3.1 Internet地址地址問題一問題一: 為什

2、么要進行編址？為什么要進行編址？ 統(tǒng)一的思想統(tǒng)一的思想問題二：什么是地址？問題二：什么是地址？ 標識符標識符問題三：標識哪些東西？問題三：標識哪些東西？ 名字、地址、路徑。名字、地址、路徑。問題四：問題四：Internet地址應具備哪些性質(zhì)？地址應具備哪些性質(zhì)？ 能定位、要唯一、好計算能定位、要唯一、好計算問題五：物理地址能作為問題五：物理地址能作為Internet地址嗎地址嗎? 不能不能(多樣性、多義性多樣性、多義性)。問題六：問題六： TCP/IP Internet 編址方式如何？編址方式如何？ IP地址地址Internet的概念層次的概念層次1. Internet地址結(jié)構(gòu)地址結(jié)構(gòu)Inte

3、rnet網(wǎng)絡網(wǎng)絡1網(wǎng)絡網(wǎng)絡nIP地址地址網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機號主機號2.編址方式編址方式32比特比特 = (netid + hostid）3.表示方法表示方法:二進制表示、點分十進制二進制表示、點分十進制4.地址類型地址類型 A類：類： 0 8位網(wǎng)絡號位網(wǎng)絡號 首字節(jié)首字節(jié)1126 B類：類： 10 16位網(wǎng)絡號位網(wǎng)絡號 首字節(jié)首字節(jié)128191 C類：類： 110 24位網(wǎng)絡號位網(wǎng)絡號 首字節(jié)首字節(jié)192223 D類：類： 1110 組播地址組播地址 首字節(jié)首字節(jié)224239 E類：類： 11110 - （保留未用）（保留未用） 首字節(jié)首字節(jié)2402475.特殊特殊IP地址地址 網(wǎng)絡地址：主機號

4、全網(wǎng)絡地址：主機號全0；廣播地址：主機號全廣播地址：主機號全1有限廣播地址：有限廣播地址：32位全位全1；回送地址：回送地址：127.*.*.*，網(wǎng)絡軟件測試及本機進程間的，網(wǎng)絡軟件測試及本機進程間的通信。通信。6. IP地址的實質(zhì)：地址的實質(zhì)： IP地址標識的不一定是一臺主機，實質(zhì)上標識的是地址標識的不一定是一臺主機，實質(zhì)上標識的是到一個網(wǎng)絡的一條連接。到一個網(wǎng)絡的一條連接。7. 網(wǎng)絡字節(jié)順序網(wǎng)絡字節(jié)順序int n=1270127低低高高1270低低高高小端點機小端點機大端點機大端點機00000000 01111111127低低0高高11111110 00000000 = 65024規(guī)定：首

5、先發(fā)送整數(shù)中最高有效字節(jié)規(guī)定：首先發(fā)送整數(shù)中最高有效字節(jié)11111110 000000000低低127高高8. IP編址的缺陷編址的缺陷 網(wǎng)絡規(guī)模固定，缺少對網(wǎng)絡平滑升級的支持網(wǎng)絡規(guī)模固定，缺少對網(wǎng)絡平滑升級的支持 C類少于類少于255臺主機，臺主機，B類類255-65535臺主機。用臺主機。用劃分子網(wǎng)解決（子網(wǎng)掩碼）劃分子網(wǎng)解決（子網(wǎng)掩碼） 對主機的移動性支持不夠，主機在不同網(wǎng)絡間對主機的移動性支持不夠，主機在不同網(wǎng)絡間移動，需要配置不同移動，需要配置不同IP地址地址 限制多地址主機的可訪問性，跨越不同網(wǎng)絡限制多地址主機的可訪問性，跨越不同網(wǎng)絡的主機之間通信必須通過路由器的主機之間通信必須通

6、過路由器InterNICAPNICARINRIPEAfiNICLATNICCNNICKRNICTWNIC9. Internet編址管理機構(gòu)編址管理機構(gòu)3.2 地址轉(zhuǎn)換地址轉(zhuǎn)換 - ARP協(xié)議協(xié)議ARP：Address Resolution Protocol RARP：Reverse Address Resolution ProtocolIP地址地址物理地址物理地址ARPRARP問題一：問題一：ARP協(xié)議的目的是什么？協(xié)議的目的是什么？完成完成32位位IP地址與地址與48位以太網(wǎng)地址之間的相互映射位以太網(wǎng)地址之間的相互映射問題二：為什么要進行地址轉(zhuǎn)換？問題二：為什么要進行地址轉(zhuǎn)換？ 必須根據(jù)必須

7、根據(jù)IP地址找到物理地址才能進行實際的數(shù)據(jù)傳地址找到物理地址才能進行實際的數(shù)據(jù)傳送。送。問題三：如何進行地址轉(zhuǎn)換？問題三：如何進行地址轉(zhuǎn)換？ 直接映射直接映射 or 動態(tài)綁定動態(tài)綁定兩種地址類型：兩種地址類型：1.空間較小且容易配置的物理地址（直接映射）空間較小且容易配置的物理地址（直接映射） 2.空間巨大且固定的物理地址（動態(tài)綁定）空間巨大且固定的物理地址（動態(tài)綁定） 直接映射：直接映射：IP地址地址物理地址物理地址動態(tài)綁定：用協(xié)議獲得動態(tài)綁定：用協(xié)議獲得1. ARP1. ARP原理原理 AXBYAXBY請求：誰的請求：誰的IP地址是地址是IPb？請你把你的物理地址告訴我請你把你的物理地址告

8、訴我應答：我的應答：我的IP地址是地址是IPb？我的物理地址是我的物理地址是PAb總結(jié)：廣播請求，單播回應！總結(jié)：廣播請求，單播回應！ARP協(xié)議時序：協(xié)議時序：ARP消息發(fā)送具有方向性消息發(fā)送具有方向性ARP請求：由地址翻譯請求方請求：由地址翻譯請求方發(fā)起，在整個局域網(wǎng)廣播發(fā)起，在整個局域網(wǎng)廣播ARP應答：由應答：由IP地址所有方回地址所有方回應，發(fā)送給請求方應，發(fā)送給請求方12ARP消息發(fā)送具有順序性消息發(fā)送具有順序性ARP請求請求ARP響應響應在一定時間之內(nèi)沒有收到在一定時間之內(nèi)沒有收到ARP請求的響應，需要重發(fā)請求的響應，需要重發(fā)ARP請求請求ARP消息具有定時規(guī)則消息具有定時規(guī)則第一個

9、第一個ARP請求超時時間請求超時時間第二個第二個ARP請求超時時間請求超時時間 時序所需要具備的三項基本內(nèi)容：時序所需要具備的三項基本內(nèi)容： 方向（方向（Direction） 順序（順序（Sequence） 定時（定時（Timer） 如何提高如何提高ARP的效率？的效率？ 設置設置ARP cache，存放最近解析出來的，存放最近解析出來的IP/MAC對。對。 請求解析時，把自己的請求解析時，把自己的IP/MAC地址也放在報文中。地址也放在報文中。 收到收到ARP請求的所有主機都緩存其中的請求的所有主機都緩存其中的IP/MAC。 主機入網(wǎng)時，主動廣播它的主機入網(wǎng)時，主動廣播它的IP/MAC。4.

10、 ARP中軟狀態(tài)使用（緩存信息失效的問題）中軟狀態(tài)使用（緩存信息失效的問題） 問題：一條問題：一條IP/MAC映射記錄失效怎么辦？映射記錄失效怎么辦？解決：使用超時機制（解決：使用超時機制（20分鐘），如果在超時到來前分鐘），如果在超時到來前都沒有使用某條記錄，則刪除該記錄。都沒有使用某條記錄，則刪除該記錄。優(yōu)勢：優(yōu)勢：（1）無需專門的通知機制；）無需專門的通知機制；（2）對硬件可靠性要求低。）對硬件可靠性要求低。缺陷：缺陷： 可能會可能會反應遲鈍反應遲鈍；5.不同網(wǎng)絡間地址轉(zhuǎn)換：路由器轉(zhuǎn)發(fā)不同網(wǎng)絡間地址轉(zhuǎn)換：路由器轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡網(wǎng)絡1網(wǎng)絡網(wǎng)絡2ABRIn1In2路由表路由表N1直接投遞直接投遞N

11、2In1ARP緩存緩存In1MACn1ARP請求請求In1物理地址物理地址包含包含IPA/MACAARP緩存緩存IPAMACA回應包含回應包含In1/MACn1IP報報幀頭幀頭路由表路由表N1直接投遞直接投遞N2直接投遞直接投遞In1In2ARP請求請求B物理地址物理地址包含包含In2/MACn2ARP緩存緩存In2MACn2回應包含回應包含IPB/MACBIPBMACBIP報報幀頭幀頭網(wǎng)絡網(wǎng)絡1網(wǎng)絡網(wǎng)絡2ABRIn1In2轉(zhuǎn)換步驟：轉(zhuǎn)換步驟： A利用利用ARP獲得路由器獲得路由器R接口接口1的物理地址的物理地址 A把報文發(fā)給路由器把報文發(fā)給路由器R的接口的接口1 R從接口從接口2使用使用AR

12、P獲得獲得B的物理地址的物理地址 R把報文從接口把報文從接口2轉(zhuǎn)發(fā)給轉(zhuǎn)發(fā)給B6. ARP協(xié)議的實現(xiàn)協(xié)議的實現(xiàn)硬件類型硬件類型協(xié)議類型協(xié)議類型硬件地址長度硬件地址長度協(xié)議地址長度協(xié)議地址長度操作操作發(fā)送方硬件地址發(fā)送方硬件地址發(fā)送方發(fā)送方IP地址地址目標硬件地址目標硬件地址目標硬件地址目標硬件地址目標目標IP地址地址7. ARP的封裝與標識的封裝與標識 ARP報文必須封裝到一個幀中（幀類型報文必須封裝到一個幀中（幀類型0 x0806)。ARP報文報文幀數(shù)據(jù)區(qū)幀數(shù)據(jù)區(qū)幀頭幀頭幀尾幀尾8. ARP協(xié)議的位置協(xié)議的位置物理網(wǎng)絡的一部分物理網(wǎng)絡的一部分9. ARP命令命令 對對ARP cache進行操作

13、。進行操作。arp a 查看本地查看本地cachearp a IP 查看指定接口查看指定接口cache記錄記錄arp d 刪除本地刪除本地cachearp d IP 刪除指定刪除指定cache記錄記錄arp s IP MAC手動添加靜態(tài)記錄手動添加靜態(tài)記錄3.3 反向地址轉(zhuǎn)換反向地址轉(zhuǎn)換 - RARP協(xié)議協(xié)議問題問題: :無盤工作站啟動時，如何確定它的無盤工作站啟動時，如何確定它的IPIP地址？地址？ A發(fā)出發(fā)出RARP廣播請求報文（廣播請求報文（MACA,0,MACA,0）。）。 RARP服務器給服務器給A發(fā)應答報文（發(fā)應答報文（MACS,IS,MACA,IA）。）。無盤站無盤站AMACa無

14、盤站無盤站BMACbRARP服務器服務器MACs用它的物理地址在網(wǎng)上廣播，請求服務器告訴用它的物理地址在網(wǎng)上廣播，請求服務器告訴IPIP地址。地址。 幾點說明：幾點說明：1.無盤工作站所在網(wǎng)絡必須有無盤工作站所在網(wǎng)絡必須有RARP服務器服務器 2.若有多臺若有多臺RARP服務器，可采用主、備份服務器技術(shù)服務器，可采用主、備份服務器技術(shù) 一主服務器，其余為備份服務器。一主服務器，其余為備份服務器。 主服務器先響應，備份服務器有兩種響應方式：主服務器先響應，備份服務器有兩種響應方式： a.只有在收到重復的只有在收到重復的RARP請求時才響應請求時才響應 b.隨機延遲一段時間后再響應隨機延遲一段時間后再響應 3.封裝封裝RARP的以太網(wǎng)幀類型為的以太網(wǎng)幀類型為8035H 4.RARP與與DHCP的區(qū)別？的區(qū)別？ 工作的層次不同工作的層次不同 RARP實現(xiàn)簡單查詢，實現(xiàn)簡單查詢，DHCP可動態(tài)分配可動態(tài)分配IP，租期，租期管理等復雜功能管理等復雜功能 原理：通過偽造原理：通過偽造IP