计算机网络ARP和RARP

,计算机网络技术,基本要求：,了解,ARP,协议的功能，掌握,ARP,协议的工作原理，理解,RARP,协议的工作原理。,第,12,章,ARP,和,RARP,计算机网络技术,教学重点和难点：,ARP,的工作原理,ARP,命令的使用,RARP,的原理,第,12,章,ARP,和,RARP,计算机网络技术,12.1,任务：,ARP,命令的使用,在,Windows,操作系统中，通过,ARP,协议可以在,Cache,缓存的,ARP,表中储存,IP,地址及其经过解析的以太网或令牌环物理地址。使用,ARP,命令可以显示、修改、删除,Cache,缓存的,ARP,表。,在使用,ARP,命令之前有必要了解如下内容：,ARP,协议有哪些功能。,ARP,协议的工作原理。,下面首先从介绍,ARP,协议开始。,第,12,章,ARP,和,RARP,计算机网络技术,12.1.1 ARP,协议功能,12.1,任务：,ARP,命令的使用,ARP,用于将一个已知的,IP,地址映射到,MAC,地址,（目的主机与源主机在同一子网中）。方法：,检查,ARP,高速缓存；,若地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找,具有该,IP,地址的目的站用其,MAC,地址作为响应。,ARP,只能用于具有广播能力的网络。,计算机网络技术,12.1,任务：,ARP,命令的使用,12.1.2 ARP,协议的工作原理,1.,子网内,ARP,解析,计算机网络技术,（,1,）发送数据包。主机,A,以主机,B,的,IP,地址为目标,IP,地址，以自己的,IP,地址为源,IP,地址封装了一个,IP,数据包；在数据包发送以前，主机,A,通过将子网掩码和源,IP,地址及目标,IP,地址进行求,“,与,”,操作判断源和目标在同一网络中；于是主机,A,转向查找本地的,ARP,缓存，以确定在缓存中是否有关于主机,B,的,IP,地址与,MAC,地址的映射信息；若在缓存中存在主机,B,的,IP,地址和,MAC,地址的映射关系，则完成,ARP,地址解析，此后主机,A,的网卡立即以主机,B,的,MAC,地址为目标,MAC,地址、以其自己的,MAC,地址为源,MAC,地址进行帧的封装并启动帧的发送；主机,B,收到该帧后，确认是给自己的帧，进行帧的拆封并取出其中的,IP,分组交给网络层去处理。若在缓存中不存在关于主机,B,的,IP,地址和,MAC,地址的映射信息，则转至下一步。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,（,2,）主机,A,以广播帧形式向同一网络中的所有结点发送一个,ARP,请求报文（,ARP request,），请求,IP,地址为,192.168.1.2,的主机,B,回答其物理地址，在该广播帧中,48,位的目标,MAC,地址以全,“,1,”,即,“,ffffffffffff,”,表示，源,MAC,地址为主机,A,的地址。,（,3,）网络中的所有主机都会收到该,ARP,请求帧，并且所有收到该广播帧的主机都会检查一下自己的,IP,地址，但只有主机,B,识别出自己的,IP,地址并回答自己的物理地址，并返回一个响应报文。响应报文的目的,MAC,地址为主机,A,的,MAC,地址，源,MAC,地址是主机,B,的,MAC,地址。这样，,IP,地址就被转化成了物理地址。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,（,4,）主机,A,收到主机,B,的响应信息，首先将其中的,MAC,地址信息加入到本地,ARP,缓存中，从而完成主机,B,的地址解析，然后启动相应帧的封装和发送过程，完成与主机,B,的通信。,在整个,ARP,工作期间，不但主机,A,得到了主机,B,的,IP,地址和,MAC,地址的映射关系，而且主机,B,和,C,也得到了主机,A,的,IP,地址和,MAC,地址的映射关系。如果主机,B,的应用程序需要立即返回数据给主机,A,的应用程序，那么，主机,B,就不必再次执行上面的,ARP,请求过程了。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,2.,子网间,ARP,解析,源主机和目标主机不在同一网络中，例如主机,A,向主机,B,发送数据包，假定主机,B,的,IP,地址为,192.168.2.2,。这时若继续采用,ARP,广播方式请求主机,B,的,MAC,地址是不会成功的，因为第二层广播,(,在此为以太网帧的广播,),是不可能被第三层设备路由器转发的。于是需要采用一种被称为代理,ARP(proxy,ARP),的方案，即所有目标主机不与源主机在同一网络中的数据包均会被发给源主机的默认网关，即只需查找或解析自己的默认网关地址即可。如图,12.,2,所示。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,12.1.2 ARP,协议的工作原理,1.,子网内,ARP,解析,12.1,任务：,ARP,命令的使用,A,Y,X,B,Z,主机,A,广播发送,ARP,请求分组,ARP,请求,ARP,请求,ARP,请求,ARP,请求,192.168.1.1,192.168.1.2,我是,192.168.1.1,，硬件地址是,00-00-C0-15-AD-18,我想知道主机,192.168.1.2,的硬件地址,00-00-C0-15-AD-18,计算机网络技术,12.1,任务：,ARP,命令的使用,ARP,响应,主机,B,向,A,发送,ARP,响应分组,00-0A-E6-ED-33-5C,我是,192.168.1.2,硬件地址是,00-0A-E6-ED-33-5C,A,Y,X,B,Z,209.0.0.5,209.0.0.6,00-00-C0-15-AD-18,计算机网络技术,源主机和目标主机不在同一网络中，例如主机,A,向主机,B,发送数据包，假定主机,B,的,IP,地址为,192.168.2.2,。这时若继续采用,ARP,广播方式请求主机,B,的,MAC,地址是不会成功的，因为第二层广播,(,在此为以太网帧的广播,),是不可能被第三层设备路由器转发的。于是需要采用一种被称为代理,ARP(proxy ARP),的方案，即所有目标主机不与源主机在同一网络中的数据包均会被发给源主机的默认网关，即只需查找或解析自己的默认网关地址即可。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,2.,子网间,ARP,解析,计算机网络技术,12.1,任务：,ARP,命令的使用,主机,A,192.168.1.1,主机,B,192.168.2.2,计算机网络技术,主机,A,要发报文给主机,B,，,首先，主机,A,分析目的地址不在同一网段，需要将报文先发给其默认网关，再由默认网关转发。如果没有找到默认网关的物理地址，便发送,ARP,请求报文，请求默认网关的物理地址，默认网关收到之后，将自己的物理地址写入应答报文，发送给主机,A,。,然后，主机,A,到主机,B,的报文首先被送到默认网关，默认网关再查找或解析主机,B,的物理地址，将报文送到主机,B,中。主机,B,到主机,A,的报文以相反的顺序发送。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,在,Windows 2000,2003,中，高速,Cache,中的,ARP,表可以包含动态和静态表项。动态表项随时间推移自动添加和删除。而静态表项则一直保留在高速,Cache,中，直到人为删除或重新启动计算机为止。在,ARP,表中，每个动态表项的潜在生命周期为,10,分钟。新表项加入时定时器开始计时，如果某个表项添加后两分钟内没有被再次使用，则此表项过期并从,ARP,表中删除。如果某个表项始终在使用，则它的最长生命周期为,10,分钟。,12.1.3,实现方法：,ARP,命令的使用,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,arp,-a ,InetAddr, -N,IfaceAddr, -g ,InetAddr, -N,IfaceAddr, -d,InetAddr,IfaceAddr, -s,InetAddr,EtherAddr,IfaceAddr,1.,显示高速,Cache,中的,ARP,表,ARP a,2.,添加,ARP,动态表项,可以利用,Ping,命令向一个站点发送消息，来将这个站点,IP,地址与,MAC,地址的映射关系加入到,ARP,表中。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,3.,添加,ARP,静态表项,通过,“,arp,s,inet_addr,eth_addr,”,命令，可以将,IP,地址与,MAC,地址的映射关系手工加入到,ARP,表中。,4.,删除,ARP,表项,无论是动态表项还是静态表项，都可以通过命令,“,arp,d,inet_addr,”,删除。,12.1,任务：,ARP,命令的使用,计算机网络技术,12.2,反向地址解析协议,RARP,用于将一个已知的,MAC,地址映射到,IP,地址。,RARP,要依赖于,RARP,服务器，该服务器中有一张,MAC,地址,与,IP,地址的映射表。,需要查找自己,IP,地址的站点向网上发送包含有其,MAC,地,址的,RARP,广播，,RARP,服务器收到后将该,MAC,地址翻译成,IP,地址予以响应。,RARP,同样只能用于具有广播能力的网络。,计算机网络技术,12.2,反向地址解析协议,计算机网络技术,12.2,反向地址解析协议,MAC =,00-0A-E6-ED-33-5C,IP = 192.168.1.2,A,C,B,RARP Server,RARP,请求分组,RARP,请求分组,MAC:,00-0A-E6-ED-33-5C,IP = ?,RARP,响应分组,计算机网络技术,一、简答题,1.,简述子网内,ARP,解析过程。,2.,简述子网间,ARP,解析过程。,3. RARP,协议主要用在什么地方？,习 题,计算机网络技术,