《ARP协议详解》PPT课件.ppt

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1、ARP、RARP协议基础知识引言什么是ARPARP工作原理ARP高速缓存ARP实用命令ARP高速缓存-解析实例什么是RARP，及其分组格式、工作原理引言在链路层上，主机和路由器用它们的物理地址来标志，即48bit物理地址。物理地址是本地地址，在本地范围内是唯一的，但是在全局上不一定，它通常用硬件实现。在网络层上，主机和路由器用逻辑地址来标志，逻辑地址在互联网全局上是唯一的。在TCP/IP协议族中称为IP地址，长度是32位(IPv4)。引言在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。而在TCP/IP协议栈中，网络层和传输层只关心目

2、标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时，数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含目的主机的IP地址。因此需要能够将逻辑地址和相应的物理地址之间进行映射。完成这样的映射可使用静态映射和动态映射。引言静态映射：创建一个表，存储逻辑地址和物理地址的关联关系。然后将网络上的每个主机都存储这个表。缺点是映射表必须周期的更新，增加了网络的开销动态映射：地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARPARP48bitMAC地址32bitIP地址RARP什么是ARPARP，AddressResolutionProtocol即地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。在TCP

3、/IP网络环境下，每个主机都分配了一个32位的IP地址，这种互联网地址是在网际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网路上传送，必须知道对方目的主机的物理地址。这样就存在把IP地址变换成物理地址的地址转换问题。以以太网环境为例，为了正确地向目的主机传送报文，必须把目的主机的32位IP地址转换成为48位以太网的地址。这就需要在互连层有一组服务将IP地址转换为相应物理地址，这组协议就是ARP协议。Arp只有两种封包：arprequest和arpreplyARP-工作原理每台主机或路由器都有一个ARP缓存表，用来保存IP地址与MAC地址的对应关系。以主机A（192.168.1.5）向主

4、机B（192.168.1.1）发送数据为例。当发送数据时，主机A会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标IP地址。如果找到了，也就知道了目标MAC地址，直接把目标MAC地址写入帧里面发送就可以了；ARP-工作原理如果在ARP缓存表中没有找到目标IP地址，主机A就会在网络上发送一个广播arprequest，请求包中包含了A主机的ip地址和mac地址。网络上其他主机并不响应ARP询问，直接丢弃，只有主机B接收到这个帧时，才以单播方式向主机A做出回应arpreply，并带上自己的ip和mac地址，而B主机收到A的请求包时也会将A主机的IP与MAC对应关系保存在自己的缓存区ARP-工作原理A收到

5、B的回应包后便可得知B的MAC地址，将其存入ARP缓存。此后A再向B发送数据时，就可以直接从缓存表中查找B的地址了，然后直接把数据发送给B。由于B在接收A的请求时也保存了A的地址信息，因此B要向A发送数据也可以直接从缓存表中查找。ARP缓存表设置了生存时间TTL，在一段时间内（一般15到20分钟，跟操作系统有关）如果表中的某一行没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。ARP工作原理ARP的操作示意图ARP-分组格式ARP分组格式硬件类型：16bit，定义网络类型。以太网是类型1，取值0x0001。协议类型：16bit，定义协议类型。对应IPv4协议，值为

6、0x0800。硬件长度：8bit，定义以字节为单位的物理（硬件）地址长度，即n的值。以太网是6。协议长度：8bit，定义以字节为单位的逻辑（协议）地址长度，即m的值。IPv4的值为4。操作码：16bit，定义分组的类型。ARP请求为0x0001，ARP应答为0x0002。RARP请求为0x0003，RARP应答为0x0004。ARP-分组格式发送方硬件地址、发送方协议地址、目的硬件地址和目的协议地址:它们是可变长度字段。源和目的硬件地址对应以太网都是48位地址。源和目的协议地址对应IPv4协议是32位地址。ARP-分组格式问题：对于ARP请求报文，目的硬件地址填充什么值？对于一个ARP

7、请求来说，除目的硬件地址外的所有其他字段都有填充值。当系统收到一份目的为本机的ARP请求报文后，它就把硬件地址填进去，然后用两个发送端地址分别替换两个目的地址，并把操作字段置为2，最后把它发送回去。思考：各字段的填充值是什么？ARP-封装ARP/RARP分组直接封装在链路帧中ARP高速缓存问题：发送端往往有多个IP数据报发送到同一个目的端。如果对发送到同一个主机或路由器的每一个数据报都使用ARP，势必会带来较大的开销。广播ARP请求不仅要耗费带