IIILinux系统编程_36TCP／IP协议基础_3ARP数据报格式.doc

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1、第36章TCP/IP协议基础3.ARP数据报格式在网络通讯时，源主机的应用程序知道目的主机的ip地址和端口号，却不知道目的主机的硬件地址，而数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的，如果接收到的数据包的硕件地址与本机不符，则盲接丢弃。因此在通讯前必须获得目的主机的硕件地址。ARP协议就起到这个作用。源主机发岀ARP请求，询问“IP地址是192.168.0.1的主机的硬件地址是多少”,并将这个请求广播到本地网段（以太网帧首部的硬件地址填FF:FF:FF:FF:FF:FF表示广播），目的主机接收到

2、广播的ARP请求，发现其中的IP地址与木机相符，则发送一个ARP应答数据包给源主机，将自己的顽件地址填写在应答包中。每台主机都维护一个ARP缓存表，可以用arp-a命令查看。缓存表中的表项有过期时间（一般为20分钟），如果20分钟内没有再次使用某个表项，则该表项失效，下次还要发ARP请求來获得目的主机的硬件地址。想一想，为什么表项要有过期时间而不是一直有效？ARP数据报的格式如下所示（该图出自［TCPIPl）:图36.7.ARP数据报格式以太网冃的地址以太网游:地址帧类型碘件i协议r［诜型op发

3、送端以太网地址发送端1P地址冃的以太网白的IP地址662221126464以太网首部28字节ARP请求/应签f谀件地址K度r*协议地址长度注意到源MAC地址、目的MAC地址在以太网首部和ARP请求中各出现一次，对于链路层为以太网的情况是多余的，但如果链路层是其它类型的网络则有可能是必要的。硬件类型指链路层网络类型，1为以太网，协议类型指要转换的地址类型，0x0800为IP地址，后面两个地址长度对于以太网地址和IP地址分别为6和4（字节），op字段为1表示ARP请求，op字段为2表示ARP应答。下

4、面举一个具体的例子。请求帧如下（为了清晰在每行的而面加了字节计数，每行16个字节）:以太网首部（14字节）0000:ffffffffffff00055d6158a80806ARP帧（28字节）0000:00010010:08000604000100055d6158a8cOa800370020:000000000000cOa80002填充位（18字节）0020:007731d250100030:fd7841d30000000000000000以太网首部：口的主机采用广播地址，源主机的MAC地址是0

5、0:05:5d:61:58:a8,上层协议类型0x0806表示ARPoARP帧：硕件类型0x0001表示以太网，协议类型0x0800表示IP协议，硕件地址（MAC地址）长度为6,协议地址（IP地址）长度为4,op为0x0001表示请求目的主机的MAC地址,源主机MAC地址为00:05:5d:61:58:a8,源主机IP地址为c0a80037（192.168.0.55）,目的主机MAC地址全0待填写，目的主机IP地址为cOa80002（192.168.0.2）。由于以太网规定最小数据长度为46字节

6、，ARP帧长度只有28字节，因此有18字节填充位，填充位的内容没有定义，与具体实现相关。应答帧如下：以太网首部0000:00055d6158a800055da1b8400806ARP帧0000:00010010:08000604000200055da1b840cOa800020020:00055d6158a8cOa80037填充位0020:007731d250100030:fd7841d30000000000000000以太网首部：0的主机的MAC地址是00:05:5d:61:58:a8,源主机

7、的MAC地址是00:05:5d:a1:b8:40,上层协议类型0x0806表示ARPoARP帧：硬件类型0x0001表示以太网，协议类型0x0800表示IP协议，硬件地址（MAC地址）长度为6,协议地址（IP地址）长度为4,op为0x0002表示应答,源主机MAC地址为00:05:5d:a1:b8:40,源主机IP地址为cOa80002（192.168.0.2）,目的主机MAC地址为00:05:5d:61:58:a8,目的主机IP地址为cOa80037（192.168.0.55）。思考题：如果源

8、主机和目的主机不在同一网段，ARP请求的广播帧无法穿过路由器，源主机如何与目的主机通信？