CPIP协议第四章Internet控制协议

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1、第四章ARP和RARP14.1地址解析协议（ARP）IP分组从源站到达目的站的途中可能要经过许多不同的物理网络，在分组传输过程中需要使用以下两类地址：逻辑地址：就是指IP地址。物理地址：就是指硬件地址、MAC地址或二层地址（数据链路层地址）。物理地址是一个本地地址，其管辖范围为本地网络。通常用硬件来实现的，与物理设备本身相关联。24.1地址解析协议（ARP）（续）对于IPv4中32bit长的IP地址，考察不同物理网络物理地址长度，可以分为两类不同的类型：小型物理地址：相对于32bit的IP地址来说

2、，具有较短的物理地址长度。大型物理地址：相对于32bit的IP地址来说，具有较长的物理地址长度。例如以太网的48bit物理地址。34.1地址解析协议（ARP）（续）所谓静态映射，就是手工创建IP地址与物理地址的映射关系，建立映射表。但静态映射具有一定的局限性：当一台主机更换了网络接口卡（NIC），也就改变了该主机的物理地址。在某些局域网中，如LocalTalk，每当计算机加电时，它的物理地址就改变一次。当主机从一个物理网络移动到另一个物理网络时，虽然主机的物理地址没有改变，但改变了主机的IP地址。

3、44.1地址解析协议（ARP）（续）在动态映射中，每当及其知道两个地址中的一个（逻辑地址或物理地址）时，就可使用协议把另一个地址找出来。已设计出两个协议来完成动态映射：地址解析协议（ARP）和逆地址解析协议（RARP）ARPRARP逻辑地址物理地址物理地址逻辑地址54.1ARP工作原理例：在同一个物理网络(以太网)上的主机A和B主机A需要查询IP地址为168.69.11.20的主机B的物理地址。因为主机A不知道主机B的物理地址，查询就在网络上广播，查询的内容组成ARP请求分组。主机B单播发送ARP

4、应答分组.67使用ARP的四种情况85.1.3ARP分组格式硬件类型协议类型硬件长度协议长度操作（请求1，回答2）发送站硬件地址（例如，对以太网是6字节）发送站协议地址（例如，对IP是4字节）目的站硬件地址（例如对以太网是6字节，在请求中不填入）目的站协议地址（例如，对IP是4字节）9ARP的改进使用ARP高速缓存。当主机(或路由器)A通过ARP请求得到B的物理地址时，就将此“IP地址——物理地址”绑定存储在高速缓存中。这样，对于后续发往B的分组，通过查找高速缓存获得物理地址。10使用高速缓存后A

5、RP请求实现流程有无无有目的站IP地址查询ARP高速缓存IP地址——物理地址？广播ARP请求，等待ARP应答提取物理地址“IP地址——物理地址“绑定存入高速缓存收到ARP应答？找不到物理地址11改进后的ARP应答实现流程是否ARP请求分组到达本机是请求目标？用本机物理地址进行应答发送站“IP地址——物理地址“绑定存入高速缓存12ARP的改进（续）使用高速缓存超时计时器的优势与缺陷：优势：1、一台主机或路由器能够确定自己ARP缓存中的信息何时应该重新生效，与其他主机无关。2、发送站不需要通过成功的与

6、接收站或第三方通信来确定绑定已无效，如果目的站不响应ARP请求，发送站就认为目的站已下线。缺陷：如果计时器的间隔是n秒，发送站直到n秒后才能检测到接收站已下线或出现了故障。在这段时间内，发送站可能已经发送了大量的分组，但这些分组都没有被接收站接收。135.1.4代理ARP图给出了两个物理网络通过代理ARP连接的例子。14ARP软件包ARP软件包由以下五个构件组成：1.高速缓存表2.队列3.输出模块4.输入模块5.高速缓存控制模块15输出模块工作过程1.睡眠，直到从IP软件收到IP分组。2.检查高速

7、缓存表，寻找对应于这个IP分组的终点的项目。3.若（找到）1）若（状态是RESOLVED）1.从该项目中提取硬件地址值2.把分组连同硬件地址一起发送到数据链路层3.返回2）若（状态是PENDING）1.把分组放入相应的队列2.返回4.若（未找到）1）创建一个高速缓存项目，状态置为PENDING且置ATTEMPTS为12）创建一个队列3）把分组放入队列4）发送ARP请求5.返回16输入模块工作过程1.睡眠，直到ARP分组（请求或回答）到达。2.检查高速缓存表，寻找对应于这个ARP分组的项目。3.若（

8、找到）1）更新这个项目2）若（状态是PENDING）1.当队列非空1）把一个分组从队列中取出2）把分组连同硬件地址一起发送给数据链路层。4.若（未找到）1）创建一个项目2）把这个项目添加到表中5.若（分组是请求）1）发送ARP回答6.返回17高速缓存控制模块工作过程1.睡眠，直到计时器到时间。2.对高速缓存表中的每一个项目1）若（状态为FREE），继续2）若（状态是PENDING）1.把尝试值加12.若（尝试大于最大值）1.把状态改变为FREE2.撤销相应的队列3.否则，发送ARP