1、IP層常見協(xié)議ARP：地址解析協(xié)議 RARP：反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議DHCP：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議ICMP：因特網(wǎng)控制消息協(xié)議*ARP：地址解析協(xié)議 RARP：反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議*IP地址與MAC地址不同，MAC地址是網(wǎng)卡的物理地址，從層次的角度看，物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，而IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址。不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議，在實(shí)際物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，最終還是必須使用硬件地址。 地址解析協(xié)議 ARP*IP地址是一個(gè)邏輯地址，不能被物理網(wǎng)絡(luò)所識(shí)別ARP給出了將主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址動(dòng)態(tài)映射為MAC地址的方法RARP給出了一種允許工作站動(dòng)態(tài)獲得其協(xié)議地址的方法地

2、址解析協(xié)議 ARP*地址解析協(xié)議ARP為網(wǎng)絡(luò)層IP地址和數(shù)據(jù)鏈路層使用的任何類型的地址提供動(dòng)態(tài)映射。每一個(gè)主機(jī)中都設(shè)有一個(gè) ARP 高速緩存(ARP cache)，存有所在局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。地址解析協(xié)議 ARP*RFC 826動(dòng)態(tài)地將IP地址解析為MAC地址地址解析協(xié)議 ARP*不同物理網(wǎng)絡(luò)的ARP實(shí)現(xiàn)可能是不同的。本例中ARP適用于播送型以太局域網(wǎng)。當(dāng)主機(jī) A 欲向本局域網(wǎng)上的某個(gè)主機(jī) B 發(fā)送 IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就先在其 ARP高速緩存中查看有無(wú)主機(jī) B的 IP 地址。如有，就可查出其對(duì)應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫入 MAC 幀，然后通過(guò)局域網(wǎng)將該 M

3、AC 幀發(fā)往此硬件地址。 如果沒(méi)有，那么播送發(fā)送一個(gè)ARP請(qǐng)求數(shù)據(jù)分組。 *ARP 響應(yīng)AYXBZ主機(jī) B 向 A 發(fā)送ARP 響應(yīng)分組 主機(jī) A 播送發(fā)送ARP 請(qǐng)求分組 ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是 ，網(wǎng)卡地址是 00-00-C0-15-AD-18我想知道主機(jī) 的網(wǎng)卡地址。我是 網(wǎng)卡地址是 08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ00-00-C0-15-AD-18網(wǎng)卡地址？*RARPRFC 903允許無(wú)盤工作站動(dòng)態(tài)獲得其協(xié)議地址*RARP播送RARP請(qǐng)求無(wú)IP地址無(wú)盤工作站HostBRARP S

4、erver單播RARP響應(yīng)MAC=00E0.FC0HostBMAC=00E0.FC01.1111, IP=?RARP Server無(wú)盤工作站*應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題ARP 是解決同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射問(wèn)題。如果所要找的主機(jī)和源主機(jī)不在同一個(gè)局域網(wǎng)上，那么就要通過(guò) ARP 找到一個(gè)位于本局域網(wǎng)上的某個(gè)路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個(gè)路由器，讓這個(gè)路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)做。*應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題主機(jī)的用戶對(duì)這種地址解析過(guò)程是透明的。主機(jī)通過(guò)TCP/IP內(nèi)核自動(dòng)實(shí)現(xiàn)從IP地址到硬件地址的解析。只要主機(jī)或路由器與本網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè) IP 地址的

5、主機(jī)或路由器進(jìn)行通信，ARP 協(xié)議就會(huì)自動(dòng)地將該 IP 地址解析為鏈路層所需要的硬件地址。 *練習(xí)練習(xí)地址解析協(xié)議命令arp執(zhí)行命令arp -a觀察主機(jī)的arp緩存數(shù)據(jù)*DHCP：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議*DHCP是什么DHCPDynamic Host Configuration Protocol，動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)是一個(gè)簡(jiǎn)化主機(jī)IP地址分配管理的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。使用DHCP，不需要手工配置IP地址和相關(guān)參數(shù)，而是由DHCP效勞器來(lái)提供IP地址和自動(dòng)完成相關(guān)設(shè)置操作。從DHCP效勞器獲得IP地址的這種方式，也稱為動(dòng)態(tài)IP。DHCP效勞，采用的是client/server的結(jié)構(gòu)。DHCP clie

6、nt提出租用IP地址的請(qǐng)求，DHCP server出租IP地址給client.*為什么使用DHCP？ 在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都有唯一的IP地址和相關(guān)選項(xiàng)子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)，DNS效勞器地址，WINS效勞器地址等DHCP通過(guò)自動(dòng)配置 TCP/IP以減少管理工作的復(fù)雜程度和工作量手工配置TCP/IP在每臺(tái)客戶機(jī)上手工輸入IP地址可能輸入不正確的或者無(wú)效的IP地址不正確的配置會(huì)導(dǎo)致通信問(wèn)題和網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題在計(jì)算機(jī)頻繁移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)中，管理員的負(fù)擔(dān)增加自動(dòng)配置TCP/IPIP地址自動(dòng)分配給客戶機(jī)確保客戶機(jī)總是使用正確的配置信息客戶機(jī)的配置會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化而自動(dòng)更新消除了常見的網(wǎng)絡(luò)故障來(lái)源*DHCP的

7、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)防止手工輸入錯(cuò)誤減少IP地址沖突錯(cuò)誤降低管理工作的工作量緩解IP地址缺乏的問(wèn)題缺點(diǎn)DHCP效勞器配置不當(dāng)或出現(xiàn)故障會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作需要有計(jì)算機(jī)來(lái)作為DHCP效勞器，出于容錯(cuò)考慮，一般至少要有兩臺(tái)動(dòng)態(tài)IP的獲取過(guò)程，需要消耗一定的帶寬*DHCP如何分配IP地址 DHCP效勞器DHCP 數(shù)據(jù)庫(kù)IP地址1: 租給DHCP客戶機(jī)1IP地址2: 租給DHCP客戶機(jī)2IP地址3: 可以被租用 DHCP客戶機(jī)2:從DHCP效勞器獲得IP配置信息非DHCP客戶機(jī):靜態(tài)IP配置信息DHCP客戶機(jī)1:從DHCP效勞器獲得IP配置信息租約續(xù)訂租約生成*DHCP協(xié)議交互過(guò)程 *DHCP租約的生成過(guò)程

8、 DHCP客戶機(jī)廣播DHCPDISCOVER數(shù)據(jù)包1DHCP服務(wù)器廣播DHCPOFFER數(shù)據(jù)包2DHCP客戶機(jī)廣播DHCPREQUEST數(shù)據(jù)包3DHCP服務(wù)器廣播DHCPACK 數(shù)據(jù)包4 DHCP 客戶機(jī)DHCP 效勞器1DHCP 效勞器2*DHCP租約的生成過(guò)程DHCP 客戶機(jī)在本地子網(wǎng)上播送 DHCP Discover消息。DHCP 效勞器回復(fù)一個(gè)DHCP Offer 消息給DHCP客戶機(jī)，消息中包含可提供出租的一個(gè)IP地址。DHCP客戶機(jī)一旦收到 DHCP Offer消息，回復(fù)一個(gè)DHCP Request 消息給DHCP效勞器，以確認(rèn)選擇DHCP所提供的IP地址。DHCP效勞器發(fā)送 DH

9、CP Acknowledge消息,表示租約已批準(zhǔn)。 同時(shí)，其他的 DHCP 選項(xiàng)信息也包含在此消息中DHCP客戶機(jī)一旦接收到DHCP Acknowledge消息，就使用消息中的信息來(lái)配置其 TCP/IP 屬性并參加網(wǎng)絡(luò)客戶計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，會(huì)嘗試參加網(wǎng)絡(luò)時(shí)，執(zhí)行初始化過(guò)程，過(guò)程如下：*DHCP租約的續(xù)訂過(guò)程當(dāng)一臺(tái)DHCP客戶端租到一個(gè)IP地址后，該IP地址會(huì)有一個(gè)使用期，即租期。經(jīng)過(guò) 50% 的客戶機(jī)租約時(shí)間后，客戶時(shí)機(jī)嘗試通過(guò) DHCP 效勞器來(lái)續(xù)訂其租約，如下所示：客戶機(jī)直接向它所租用的效勞器發(fā)送 DHCP Request消息， 以續(xù)訂和擴(kuò)展當(dāng)前的地址租約。 如果可訪問(wèn)到效勞器，那么它通常向客

10、戶機(jī)發(fā)送 DHCP 確認(rèn)消息 (DHCP Acknowledge)，該客戶機(jī)續(xù)訂當(dāng)前租約。如果客戶機(jī)不能與其最初的 DHCP 效勞器通信。經(jīng)過(guò) 87.5% 的客戶機(jī)租約時(shí)間后,會(huì)嘗試通過(guò)任何可用的 DHCP 效勞器來(lái)續(xù)訂其當(dāng)前租約。 *DHCP租約的續(xù)訂過(guò)程如果效勞器用 DHCP 提供消息 (DHCP OFFER) 進(jìn)行響應(yīng)以更新當(dāng)前客戶機(jī)租約，那么客戶機(jī)可根據(jù)提供效勞器來(lái)續(xù)訂其租約并繼續(xù)運(yùn)行。 如果租約過(guò)期并且未聯(lián)系到效勞器，那么客戶機(jī)必須立即中止使用其租用的 IP 地址。 客戶機(jī)然后按照其初始啟動(dòng)操作期間使用的相同過(guò)程來(lái)獲得新的 IP 地址租約。*ICMP：因特網(wǎng)控制消息協(xié)議* 因特網(wǎng)控制消息協(xié)議簡(jiǎn)稱ICMP來(lái)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，包括路由、擁塞、效勞質(zhì)量等問(wèn)題。IP報(bào)頭ICMP報(bào)頭ICMP信息ICMP數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)ICMP報(bào)文ICMP協(xié)議*ICMP數(shù)據(jù)部分，不同類型和代碼有不同內(nèi)容類型(8bits)代碼(8b