网络互连技术教程 李健 第6章

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1、第6章地址解析6.1ARP6.2RARP6.1ARP6.1.1概念与机制前面说到了网络的具有分层的体系结构，在高层的应用软件仅仅使用机器的IP地址来进行通信。但是数据要在物理网上传输使用IP地址是不行的，因为数据链路层通信使用的是机器的网卡地址即物理地址，要想在两台机器之间传输数据就必须知道对方的物理地址。所以当数据由高层协议到达数据链路层时，就需要将IP地址转化为物理地址。考虑在同一物理网络上的两台机器A和B，给他们分配的IP地址分别为IPa和IPb，而物理地址分别为Ma和Mb。若A需要和B通信，但是A只有B的网络地址IPb，通过以

2、上的分析，A就需要将B的网络地址IPb转化为B的物理地址Mb。所以就需要一个底层软件ARP(AddressResolutionProtocol)来进行这种转换工作，它把机器的物理地址隐藏起来，让高层程序只使用网络地址，这样就允许给每台机器任意分配IP地址。现在假设使用FTP来建立连接，IP地址到物理地址的转化如图6-1所示。ARP实现的过程是十分简单的，如图6-2所示，当主机A要转换IP地址IPb时，其实现过程如下：（1）首先它广播一个特殊的分组，要求IP地址为IPb的主机用它的物理地址Mb响应它。（2）因为使用了以太网的广播机制，所

3、以和主机A在同一局域网上的所有主机都将收到这个请求。（3）但只有主机B识别到请求中的IP地址和它的IP地址相同，所以发送一个包含有它自己物理地址应答，而其他主机由于请求中的IP地址和自己的IP地址不相同，所以就丢弃这个请求不予响应。（4）当主机A收到回答后，就可以使用此物理地址把分组发送给主机B。这就可以使得使用地址转换协议ARP允许主机在只知道同一物理网络上一个目的网点的IP地址的情况下，找到目的主机的物理地址。图6-1由IP地址查到对应的物理地理图6-2ARP请求与应答通过以上的分析我们可以得到完整的ARP的实现。从功能上说，AR

4、P被分为两部分。第一部分是在发出分组时把一个IP地址映射到一个物理地址上，流程如图6-3所示，第二部分回答其他机器的请求，流程如图6-4所示。图6-3IP地址映射为物理地址的过程图6-4对ARP请求的处理过程6.1.2ARP数据格式当ARP报文在两台设备之间传送时，它们必须被封装在网络的物理帧中，图6-5表明了这一情况。图6-5ARP报文被封装在以太网的帧中不像大多数协议那样，ARP分组中的数据没有一个固定格式的首部。为使ARP适用于多个网络技术，其地址字段的长度依赖于网络的类型。但是，为了能理解一个任意的ARP报文，首部在开始附近有

5、一个固定的字段说明后继字段中地址的长度。图6-6显示了在以太网（物理地址为48比特或6个字节）上当转换IP地址（4个字节）时所用的28个字节的ARP报文格式。图6-6由IP地址查到对应的物理地址6.1.3代理ARP代理ARP是一个把网络逻辑地址映射到两个物理地址上的技术。这个技术仅仅适用于采用ARP技术把网络地址绑定到物理地址的网络，如图6-7所示。图6-7代理ARP6.1.4命令与示例6.2RARP通常机器的IP地址是保存在它的硬盘中的，操作系统在启动时从配置文件中读取IP地址。但是一个没有硬盘的机器如何确定它自己的IP地址？如X终

6、端或无盘工作站，则需要其它方法来获得IP地址。反向地址转换协议(ReverseAddressResolutionProtocolRARP)，可以支持无盘主机从服务器得到它的IP地址。RARP是ARP协议改变过来的。而它不仅允许请求本机的IP地址，还允许机器请求第三方的IP地址，并适用于多种物理网络类型。寻找IP地址的思想很简单：需要知道自己地址的机器向服务器发送请求，并等待服务器发出响应。RARP服务器管理网络的IP地址，并在收到IP地址请求时向提出请求的主机分配IP地址。发出请求的机器和响应的服务器在简短的通信中都使用物理网络地址。

7、请求方开始时并不知道服务器的物理地址，所以它只简单地在本地网络上发出广播请求。被授权提供RARP服务的机器处理请求并发出回答；这样的机器称为RARP服务器。要成功的使用RARP，网络上必须至少有一个RARP服务器。像ARP报文一样，RARP报文是封装在一个网络帧的数据部分从一台机器传送到另一台机器上的。一个携带RARP请求的以太网帧中含有以太网源网点和目的网点地址以及类型字段。类型字段中的值为8035H，用来标识帧的内容是一个RARP报文。帧的数据部分包含了RARP报文，RARP报文的格式与ARP报文格式相同。图6-8说明了如何使用R

8、ARP。图6-8RARP请求与应答（1）发送方广播一个指定它自己既是发送方又是接收方的RARP请求，并把它自己的物理网络地址放到目标硬件地址字段中。（2）网上的所有机器都接收该请求。（3）服务器填写目标协议地址字段，并把