TCPIP協(xié)議第四章Internet控制協(xié)議課件

第四章ARP和RARP14.1地址解析協(xié)議（ARP）IP分組從源站到達目的站的途中可能要經過許多不同的物理網絡，在分組傳輸過程中需要使用以下兩類地址：邏輯地址：就是指IP地址。物理地址：就是指硬件地址、MAC地址或二層地址（數(shù)據(jù)鏈路層地址）。物理地址是一個本地地址，其管轄范圍為本地網絡。通常用硬件來實現(xiàn)的，與物理設備本身相關聯(lián)。24.1地址解析協(xié)議（ARP）（續(xù)）對于IPv4中32bit長的IP地址，考察不同物理網絡物理地址長度，可以分為兩類不同的類型：小型物理地址：相對于32bit的IP地址來說，具有較短的物理地址長度。大型物理地址：相對于32bit的IP地址來說，具有較長的物理地址長度。例如以太網的48bit物理地址。34.1地址解析協(xié)議（ARP）（續(xù)）在動態(tài)映射中，每當及其知道兩個地址中的一個（邏輯地址或物理地址）時，就可使用協(xié)議把另一個地址找出來。已設計出兩個協(xié)議來完成動態(tài)映射：地址解析協(xié)議（ARP）和逆地址解析協(xié)議（RARP）ARPRARP邏輯地址物理地址物理地址邏輯地址54.1ARP工作原理例：在同一個物理網絡(以太網)上的主機A和B主機A需要查詢IP地址為168.69.11.20的主機B的物理地址。因為主機A不知道主機B的物理地址，查詢就在網絡上廣播，查詢的內容組成ARP請求分組。主機B單播發(fā)送ARP應答分組.675.1.3ARP分組格式硬件類型協(xié)議類型硬件長度協(xié)議長度操作（請求1，回答2）發(fā)送站硬件地址（例如，對以太網是6字節(jié)）發(fā)送站協(xié)議地址（例如，對IP是4字節(jié)）目的站硬件地址（例如對以太網是6字節(jié)，在請求中不填入）目的站協(xié)議地址（例如，對IP是4字節(jié)）9ARP的改進

使用ARP高速緩存。當主機(或路由器)A通過ARP請求得到B的物理地址時，就將此“IP地址——物理地址”綁定存儲在高速緩存中。這樣，對于后續(xù)發(fā)往B的分組，通過查找高速緩存獲得物理地址。

10使用高速緩存后ARP請求實現(xiàn)流程

有無無有目的站IP地址查詢ARP高速緩存IP地址——物理地址？廣播ARP請求，等待ARP應答提取物理地址“IP地址——物理地址“綁定存入高速緩存收到ARP應答？找不到物理地址11ARP的改進（續(xù)）使用高速緩存超時計時器的優(yōu)勢與缺陷：優(yōu)勢：

1、一臺主機或路由器能夠確定自己ARP緩存中的信息何時應該重新生效，與其他主機無關。

2、發(fā)送站不需要通過成功的與接收站或第三方通信來確定綁定已無效，如果目的站不響應ARP請求，發(fā)送站就認為目的站已下線。缺陷： 如果計時器的間隔是n秒，發(fā)送站直到n秒后才能檢測到接收站已下線或出現(xiàn)了故障。在這段時間內，發(fā)送站可能已經發(fā)送了大量的分組，但這些分組都沒有被接收站接收。

135.1.4代理ARP圖給出了兩個物理網絡通過代理ARP連接的例子。

14ARP軟件包

ARP軟件包由以下五個構件組成：

1.高速緩存表

2.隊列

3.輸出模塊

4.輸入模塊

5.高速緩存控制模塊15輸入模塊工作過程1.睡眠，直到ARP分組（請求或回答）到達。2.檢查高速緩存表，尋找對應于這個ARP分組的項目。3.若（找到）

1）更新這個項目

2）若（狀態(tài)是PENDING）

1.當隊列非空

1）把一個分組從隊列中取出

2）把分組連同硬件地址一起發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈路層。4.若（未找到）

1）創(chuàng)建一個項目 2）把這個項目添加到表中5.若（分組是請求）

1）發(fā)送ARP回答6.返回17高速緩存控制模塊工作過程1.睡眠，直到計時器到時間。2.對高速緩存表中的每一個項目

1）若（狀態(tài)為FREE），繼續(xù)

2）若（狀態(tài)是PENDING）

1.把嘗試值加1 2.若（嘗試大于最大值）

1.把狀態(tài)改變?yōu)镕REE 2.撤銷相應的隊列

3.否則，發(fā)送ARP請求

4.繼續(xù) 3）若（狀態(tài)為RESOLVED）

1.把超時字段的值減去已經過的時間 2.把（超時字段的值小于或等于零）

1.把狀態(tài)改變?yōu)镕REE 2.撤銷相應的隊列3.返回18舉例原始高速緩存表狀態(tài)隊列嘗試超時協(xié)議地址硬件地址R5900180.3.6.1ACAE32457342P22129.34.4.8P145201.11.56.7R8450114.5.7.89457342ACAE32P121220.55.5.7FR96019.1.7.824573E3242ACAP183188.11.8.7119已更新的高速緩存表狀態(tài)隊列嘗試超時協(xié)議地址硬件地址R5900180.3.6.1ACAE32457342P22129.34.4.8P145201.11.56.7R8450114.5.7.89457342ACAE32P121220.55.5.7P231116.1.7.22R96019.1.7.824573E3242ACAP183188.11.8.7121

例4：

15s以后，ARP輸入模塊收到ARP分組，其目的協(xié)議（IP）地址為188.11.8.71，而對應的硬件地址為E34573242ACA，那么此時的高速緩存表變成什么樣？

答案22狀態(tài)隊列嘗試超時協(xié)議地址硬件地址R5900180.3.6.1ACAE32457342P22129.34.4.8P145201.11.56.7R8450114.5.7.89457342ACAE32P121220.55.5.7P231116.1.7.22R96019.1.7.824573E3242ACAR183900188.11.8.71E34573242ACA已更新的高速緩存表23狀態(tài)隊列嘗試超時協(xié)議地址硬件地址R5840180.3.6.1ACAE32457342P22129.34.4.8FR8390114.5.7.89457342ACAE32P121220.55.5.7P231116.1.7.22FR183840188.11.8.71E34573242ACA已更新的高速緩存表254.2逆地址解析協(xié)議（RARP）RARP實現(xiàn)從物理地址到邏輯地址(IP地址)的映射，即已知主機的物理地址，需要找到其相應的IP地址。26RARP分組格式

發(fā)送站硬件地址發(fā)送站協(xié)議地址目的站硬件地址目的站協(xié)議地址硬件類型協(xié)議類型硬件長度協(xié)議長度操作（請求3，回答4）294.2RARP服務器RARP提供從物理地址到邏輯地址的映射。這種映射存儲為一個磁盤文件。服務器通常是在應用層實現(xiàn)的，而服務器使用的文件也是在這一層進行存取。RARP服務器則是在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)的。要存取文件，RARP需要底層操作系統(tǒng)的幫助。RARP服務器的另一個問題就是這個服務器有時會停機。要向無盤計算機發(fā)送RARP回答，管理員通常要安裝不止一個RARP服務器。但是當所有的RARP服務器都工作，那么好幾個RARP回答將會在同一個時間在網絡上傳送，這就產生很大的通信量。304.2BOOTP協(xié)議引導程序協(xié)議BOOTP（BOOTstrapProtocol）是一種為了將以下4種信息提供給無盤計算機或第一次啟動的計算機的協(xié)議。這個計算機的IP地址這個計算機的子網掩碼一個路由器的IP地址（網關的IP地址）一個名稱服務器的IP地址31本章小結把分組交付給主機或路由器需要兩級地址：邏輯地址和物理地址。邏輯地址在網絡級標志主機或路由器。TCP/IP稱這種邏輯地址為IP地址物理地址在物理級標志主機或路由器。邏輯地址到物理地址的映射可以是靜態(tài)的或動態(tài)的靜態(tài)映射要使用邏輯地址與物理地址的對應表，維護這種表需要很大的開銷。地址解析協(xié)議（ARP）是一種動態(tài)映射方法，在給出邏輯地址時可找出對應的物理地址32本章小結（續(xù)）ARP請求用廣播發(fā)送給網絡上所有設備ARP回答用單播發(fā)送給請求映射的主機使用代理ARP時，一個路由器代表一組主機。當ARP請求尋找該組中的任何一個主機時，這個路由器就發(fā)送自己的物理地址。這就產生了劃分子網的效果。逆地址解析協(xié)議（RARP）是一種動態(tài)映射方法，把給定的物理地址和邏輯地址關聯(lián)起來