本科《计算机网络》（本部）实验-实验2--实验原理--地址解析协议

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1、实验2地址解析协议实验目的：1.掌握ARP协议的报文格式2.掌握ARP协议的工作原理3.理解ARP高速缓存的作用4.掌握ARP请求和应答的实现方法5.学握ARP缓存表的维护过程实验环境：该实验采用网络结构二:主机B（路由农）交換構块交换模块共車模块主机C主机D172.1&1.3172.16.1.4子网一主机E主机F172.16.0.2172.16.0.3千网二主机A172.16.1.2实验原理：一.物理地址与逻辑地址L物理地址物理地址是节点的地址，由它所在的局域网或广域网定义。物理地址包含在数据链路层的帧中。物理地址是最低一级的地

2、址。物理地址的长度和格式是可变的，这取决于使用的具体网络。以太网使用烧写到网络接口卡（NIC）中的48位（6字节）标识作为物理地址。物理地址可以是单播地址（一个接收者）、多播地址（一组接收者）或广播地址（由网络中的所有主机接收）。有些网络不支持多播或广播地址，这时若需要把帧发送给一组主机或所有主机时，多播地址或广播地址就需要用单播地址来模拟。2.逻辑地址在互联网的环境小仅使用物理地址是不合适的，因为不同硕件的网络可以使用不同的地址格式。因此，需要一种通用的编址系统，用来唯一地标识每一台主机，而不管底层硬件使用什么样的物理网络。逻辑

3、地址就是为这个目的而设计的。目前Internet±的逻辑地址是32位地址，通常称为IP地址，可以用来标识连接在Internet上的每一台主机。在Internet上没有两个主机具有同样的IP地址。逻辑地址可以是单播地址、多播地址和广播地址。其屮广播地址有一些局限性。在实验三屮将详细介绍这三种类型的地址。二ARP协议简介Internet是由各种各样的物理网络通过使用诸如路由器Z类的设备连接在一起组成的。主机发送一个数据包到另一台主机时可能要经过多种不同的物理网络。主机和路由器都是在网络层通过逻辑地址来识别的，这个地址是在全世界范围内是

4、唯一的。然而，数据包是通过物理网络传递的。在物理网络中，主机和路由器通过其物理地址來识别的，其范围限于本地网络川。物理地址和逻辑地址是两种不同的标识符。这就意味着将一个数据包传递到一个主机或路由器需要进行两级寻址：逻辑地址和物理地址。这就碍要能将一个逻辑地址映射到相应的物理地址。ARP协议（地址解析协议）是“AddressResolutionProtocoP啲缩写。所谓“地址解析”就是主机在发送信包前将目的逻辑地址转换成目的物理地址的过程。在使用TCP/IP协议的以太网中，ARP协议完成将1P地址映射到MAC地址的过程。三.ARP

5、报文格式下图为ARP数据报的报文格式：硬件类型（16位）协议类型（16位）硬件地址长度（8位）协议地址长度（8位）操作码（16位）发送端硬件地址（例如，对以太网是6字节）•发送端逻辑地址（例如'对IP是4字节）目的端硬件地址（例如，对以太网是6字节）（在谙求帧中不埴入）目的端逻辑地址（例如，对IP是4字节）图2・1ARP报文格式ARP报文格式具有如下的一些字段：•硕件类型：这是16位字段，用来定义运行ARP的网络的类型（ARP可用在任何网络上）。每一个局域网基于其类型被指派给一个整数。例如，以太网的硬件类型是1。•协议类型：这是1

6、6位字段。用来定义协议的类型（ARP可用于任何高层协议）。例如，对IPv4协议，这个字段的值是0x0800o•硬件地址长度：这是一个8位字段，用来定义以字节为单位的物理地址长度。例如,以太网物理地址为6字节，所对应的硬件地址长度值就为6。•协议地址长度：这是一个8位字段，用于标识信包以字节为单位的逻辑地址的长度。例如，IPv4为4个字节，所对应的协议地址长度值就为4。•操作码：这是16位字段，用来定义ARP报文的类型。已定义了两种类型：为1时表示ARP请求，为2时表示ARP应答。•发送端硬件地址：这是可变长度字段，用来定义发送端的

7、物理地址。对于以太网，这个字段是发送端的6字节物理地址。•发送端逻辑地址：这是可变长度字段，用来定义发送端的逻辑地址。对于逻辑地址为IP地址的网络，该字段为发送端的4字节的IP地址。•目的端硬件地址：这是可变长度字段，用来定义目标的物理地址。对于ARP请求，因为发送端此时还不知道目标的物理地址，故该字段填全0,（该字段长度为可变，如以太网，则硬件地址为6个字节）。•目的端逻辑地址：这是可变长度字段，用来定义目标的逻辑地址（该字段长度为可变，如IPv4协议，则其为目的端的4个字节IP逻辑地址）。四.ARP封装ARP报文直接封装在数据

8、链路层的帧屮。例如，在下图屮，ARP报文封装在以太网的MAC帧中。MAC帧的类型字段值为0x0806指出了该帧的数据字段中为ARP报文。ARP请求或回答分组樂宜0辭斓y冃的堆ill

9、煜数据Q节图2・2ARP报文的封装五.ARP的运行过程ARP报文请