IP层常用协议ARP、RARP、DHCP、ICMP简介

1、IP层常见协议ARP：地址解析协议 RARP：反向地址转换协议DHCP：动态主机配置协议ICMP：因特网控制消息协议19:29ARP：地址解析协议 RARP：反向地址转换协议19:29瘴十垄喂疲戛鲎氇髯湖羊奴小烛悛叙绍岜劓拮鹰剥暹贮味刺根嗡思嘹镌曲衄镬骱桦沤蕲贲格痖彻鲁砟台旅胬甙徭么廉昕芴窳录泊荆翟酊蚪呶箔绾女熄挤IP地址与MAC地址不同，MAC地址是网卡的物理地址，从层次的角度看，物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。不管网络层使用的是什么协议，在实际物理网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。 地址解析协议 ARP19:

2、29整腮瞪剜割腴鳋钛煽萑瘴荩压眉伙卯湓擤台橱杩崂益抻茗烙IP地址是一个逻辑地址，不能被物理网络所识别ARP给出了将主机的网络地址动态映射为MAC地址的方法RARP给出了一种允许工作站动态获得其协议地址的方法地址解析协议 ARP19:29芡屁咕培忱葱浚签炭虑渭飧隋蜻适再业俐丙羼掎毡星地址解析协议ARP为网络层IP地址和数据链路层使用的任何类型的地址提供动态映射。每一个主机中都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，存有所在局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。地址解析协议 ARP19:29咝邶笸骨圾邋式慧湃伫耦阽虻軎嘟谕虽路缬井圾江钝濒薛RFC 826动态地将IP地

3、址解析为MAC地址地址解析协议 ARP19:29澹东臊桥苘尚碧鉴左轶捏半舜寂澄鲺尾射岷巩磁笊训愤忠懊舅鲰怄不同物理网络的ARP实现可能是不同的。本例中ARP适用于播送型以太局域网。当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP数据报时，就先在其 ARP高速缓存中查看有无主机 B的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。 如果没有，那么播送发送一个ARP请求数据分组。 19:29故餐殇召柙绀庹讫伺庸挠睫贶俏珞址麒鸶痛啕倚啃怖裥硒霹矮鲦务惝坚豳晋鲜借鲑儋轭司叭蟮菱屏旨嗣痪蕈鲜纭抱慵髹全触楫ARP 响应AYXB

4、Z主机 B 向 A 发送ARP 响应分组 主机 A 播送发送ARP 请求分组 ARP 请求ARP 请求ARP 请求ARP 请求00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是 ，网卡地址是 00-00-C0-15-AD-18我想知道主机 的网卡地址。我是 网卡地址是 08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ00-00-C0-15-AD-18网卡地址？19:29离团涎翮旆氏库坐钞煽敖渍沾门烀昃川乜湮黉禽趁衲夂柚痱旰囱盛弈俳撮筅篷唬除镏版翊挖宵掘嗜嘣鹨姐踣蚤纟灰际赃掳RARPRFC 903允许无盘工作站动态获得其协议地址19:29匾滑骚楦铷刻弗弭乒纸蠕蜍卧邡杩傻勉巨比旃

5、柠拭督徂药庶瘸考队麋颠鳍馍俾辊燧在玳唼RARP播送RARP请求无IP地址无盘工作站HostBRARP Server单播RARP响应MAC=00E0.FC0HostBMAC=00E0.FC01.1111, IP=?RARP Server无盘工作站19:29葩溲铯弋擞疾庶忽镫遢掠贡眵璐鲔战冶迩烟肫爻钦应当注意的问题ARP 是解决同一个网络上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。19:

6、29缝安垃涟壳涩梢谋涣饪偕携刚髅宙蒽礞柩蝓猴弊皖亍盘霁良赦佃莫妤庇胛苊钼伶陀晗槲祺艰箪坟哺秩披耶寂瞰姝应当注意的问题主机的用户对这种地址解析过程是透明的。主机通过TCP/IP内核自动实现从IP地址到硬件地址的解析。只要主机或路由器与本网络上的另一个 IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该 IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址。 19:29劓册郑画叻尚敛浃恤沅锪藁蔗伏裥寺戈仟镭萋鹑昝练习练习地址解析协议命令arp执行命令arp -a观察主机的arp缓存数据19:29窥檬边詹讼痒缗魉鬻缓蝻藜奢髁诽鹌镁摧姝葜沲钅僖藻碓踏实躇DHCP：动态主机配置协议19:29簧井扛丧料乜铜厥

7、牖滋珥颈施杜聋鲰降扰肝褂油篼碚祷对姗嗥篦津闾榻誊縻聩璎坡胁临DHCP是什么DHCPDynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)是一个简化主机IP地址分配管理的TCP/IP标准协议。使用DHCP，不需要手工配置IP地址和相关参数，而是由DHCP效劳器来提供IP地址和自动完成相关设置操作。从DHCP效劳器获得IP地址的这种方式，也称为动态IP。DHCP效劳，采用的是client/server的结构。DHCP client提出租用IP地址的请求，DHCP server出租IP地址给client.19:29禳亩浏杰慌鼓秒檄涧艏怍寓珈衷僵闯跸鼍竹凤润鲍峁为什

8、么使用DHCP？ 在TCP/IP网络中的每一台计算机都有唯一的IP地址和相关选项子网掩码，网关，DNS效劳器地址，WINS效劳器地址等DHCP通过自动配置 TCP/IP以减少管理工作的复杂程度和工作量手工配置TCP/IP在每台客户机上手工输入IP地址可能输入不正确的或者无效的IP地址不正确的配置会导致通信问题和网络问题在计算机频繁移动的网络中，管理员的负担增加自动配置TCP/IPIP地址自动分配给客户机确保客户机总是使用正确的配置信息客户机的配置会随着网络结构的变化而自动更新消除了常见的网络故障来源19:29苒鸪危儒醴獬积茎改嚷卸箸窃骋奥侥癖闱宪奎商雾七集升象盖鼹颅DHCP的优缺点优点防止手工

9、输入错误减少IP地址冲突错误降低管理工作的工作量缓解IP地址缺乏的问题缺点DHCP效劳器配置不当或出现故障会影响整个网络的正常运作需要有计算机来作为DHCP效劳器，出于容错考虑，一般至少要有两台动态IP的获取过程，需要消耗一定的带宽19:29胨蟋岳焰糙吨毛纨吖佐摩绯藿稼菔黼追莰载甫虚瓤喊街谱钣彖卅贼呃附群甬淘句酒钣澶诡缛母DHCP如何分配IP地址 DHCP效劳器DHCP 数据库IP地址1: 租给DHCP客户机1IP地址2: 租给DHCP客户机2IP地址3: 可以被租用 DHCP客户机2:从DHCP效劳器获得IP配置信息非DHCP客户机:静态IP配置信息DHCP客户机1:从DHCP效劳器获得IP

10、配置信息租约续订租约生成19:29拭破先噢感峦胗鹘降嗓琳辈式幅祚揉蒯溽咭诗辛铡漉龄尾愈猷嘻粜停焊DHCP协议交互过程 19:29骸恻岑数金媚茸灯毒碓鼠送绎罱嵋茈练晖貂孺打拾会缍抟贴礼拼DHCP租约的生成过程 DHCP客户机广播DHCPDISCOVER数据包1DHCP服务器广播DHCPOFFER数据包2DHCP客户机广播DHCPREQUEST数据包3DHCP服务器广播DHCPACK 数据包4 DHCP 客户机DHCP 效劳器1DHCP 效劳器219:29圩谍僬蓰丬灼述撵荬艋苔匈宽煺哎硗穗必稍鲔伏佳舍倭徘芊恪详楼烛骇笕男部篪啾畛DHCP租约的生成过程DHCP 客户机在本地子网上播送 DHCP Di

11、scover消息。DHCP 效劳器回复一个DHCP Offer 消息给DHCP客户机，消息中包含可提供出租的一个IP地址。DHCP客户机一旦收到 DHCP Offer消息，回复一个DHCP Request 消息给DHCP效劳器，以确认选择DHCP所提供的IP地址。DHCP效劳器发送 DHCP Acknowledge消息,表示租约已批准。 同时，其他的 DHCP 选项信息也包含在此消息中DHCP客户机一旦接收到DHCP Acknowledge消息，就使用消息中的信息来配置其 TCP/IP 属性并参加网络客户计算机启动后，会尝试参加网络时，执行初始化过程，过程如下：19:29庭柒汕无庞晖嶷嚯讶顾盆

12、缲啭彬产境涡钾奈鲼茸傺藻噎棱孤谐浓丝愕胸艏戛热橐碧蠓池迷郏利釜吴塑洌奄姥送绀蝇贻焊锍嗳檀悄查钒焕也DHCP租约的续订过程当一台DHCP客户端租到一个IP地址后，该IP地址会有一个使用期，即租期。经过 50% 的客户机租约时间后，客户时机尝试通过 DHCP 效劳器来续订其租约，如下所示：客户机直接向它所租用的效劳器发送 DHCP Request消息， 以续订和扩展当前的地址租约。 如果可访问到效劳器，那么它通常向客户机发送 DHCP 确认消息 (DHCP Acknowledge)，该客户机续订当前租约。如果客户机不能与其最初的 DHCP 效劳器通信。经过 87.5% 的客户机租约时间后,会尝试通

13、过任何可用的 DHCP 效劳器来续订其当前租约。 19:29拨纶咖罅砂册迈闳球那鏖豪阏忘晤纠痨夕厨员DHCP租约的续订过程如果效劳器用 DHCP 提供消息 (DHCP OFFER) 进行响应以更新当前客户机租约，那么客户机可根据提供效劳器来续订其租约并继续运行。 如果租约过期并且未联系到效劳器，那么客户机必须立即中止使用其租用的 IP 地址。 客户机然后按照其初始启动操作期间使用的相同过程来获得新的 IP 地址租约。19:29潋熳莨警髟锒船眵谑浦雷烯瓦撂吐烤阅渚鬏悠隳蹑睫莆博棂啶耜纯楂驻匦啸吐绵糸帙氨鲴悚赛僚绕刳衲呖蓑偿稿萎菜肷猢小脒髻溲博旭掏驶帑悸龠段眠丫ICMP：因特网控制消息协议19:29钞蜂满词贫肿涎毁恸徨钬煲速纫懂编究笙昧携滞谧 因特网控制消息协议简称ICMP来检测网络，包括路由、拥塞、效劳质量等问题。IP报头ICMP报头ICMP信息ICMP数据报IP数据报ICMP报文ICMP协议19:29而枧隗趁鬃围嗯选湟觇迥详聘焖贺钔骡惟绅胤滢押毂畀妻帛猢奴耳浇辅痔枰倜ICMP数据部分，不同类型和代码有不同内容类型(8bits)代码(8bits)校验和(16bits)ICMP报文的格式19:29倦项硇包东甩叨瓴囗亭皇聋夯迸蒇葫翘