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*ARP：地址解析协议RARP：反向地址转换协议*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。 地址解析协议地址解析协议地址解析协议地址解析协议 ARPARPARPARP*nIP地址是一个逻辑地址，不能被物理网络所识别地址是一个逻辑地址，不能被物理网络所识别nARP给出了将主机的网络地址动态映射为给出了将主机的网络地址动态映射为MAC地址地址的方法的方法nRARP给出了一种允许工作站动态获得其协议地址的给出了一种允许工作站动态获得其协议地址的方法方法地址解析协议地址解析协议地址解析协议地址解析协议 ARPARPARPARP*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。地址解析协议地址解析协议地址解析协议地址解析协议 ARPARPARPARP*RFC 826动态地将IP地址解析为MAC地址地址解析协议地址解析协议地址解析协议地址解析协议 ARPARPARPARP*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。 *ARP 响应响应AYXBZ主机主机 B 向向 A 发送发送ARP 响应分组响应分组 主机主机 A 播送发送播送发送ARP 请求分组请求分组 ARP 请求请求ARP 请求请求ARP 请求请求ARP 请求请求00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是我是 ，网卡地址是，网卡地址是 00-00-C0-15-AD-18我想知道主机我想知道主机 的网卡地址。的网卡地址。我是我是 网卡地址是网卡地址是 08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ00-00-C0-15-AD-18网卡地址网卡地址？*RARPRFC 903允许无盘工作站动态获得其协议地址*RARP播送播送RARP请求请求无无IP地址地址无盘工作站无盘工作站HostBRARP Server单播单播RARP响应响应MAC=00E0.FC0HostBMAC=00E0.FC01.1111, IP=?RARP Server无盘工作站无盘工作站*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。*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。 *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*DHCP：动态主机配置协议*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.*为什么使用DHCP？在在TCP/IP网络中的每一台计算机都有唯一的网络中的每一台计算机都有唯一的IP地址和相关选地址和相关选项子网掩码，网关，项子网掩码，网关，DNS效劳器地址，效劳器地址，WINS效劳器地址等效劳器地址等DHCP通过自动配置通过自动配置 TCP/IP以减少管理工作的复杂程度和工以减少管理工作的复杂程度和工作量作量手工配置手工配置TCP/IP在每台客户机上手工输入在每台客户机上手工输入IP地地址址可能输入不正确的或者无效的可能输入不正确的或者无效的IP地址地址不正确的配置会导致通信问题不正确的配置会导致通信问题和网络问题和网络问题在计算机频繁移动的网络中，在计算机频繁移动的网络中，管理员的负担增加管理员的负担增加自动配置自动配置TCP/IPIP地址自动分配给客户机地址自动分配给客户机确保客户机总是使用正确的配确保客户机总是使用正确的配置信息置信息客户机的配置会随着网络结构客户机的配置会随着网络结构的变化而自动更新的变化而自动更新消除了常见的网络故障来源消除了常见的网络故障来源*DHCP的优缺点优点防止手工输入错误减少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*DHCP如何分配IP地址 DHCP效劳器效劳器DHCP 数据库数据库IP地址1: 租给DHCP客户机1IP地址2: 租给DHCP客户机2IP地址地址3: 可以被租用可以被租用 DHCP客户机客户机2:从从DHCP效劳器效劳器获得获得IP配置信息配置信息非非DHCP客户机客户机:静态IP配置信息DHCP客户机客户机1:从从DHCP效劳器效劳器获得获得IP配置信息配置信息租约续订租约续订租约生成租约生成*DHCP协议交互过程*DHCP租约的生成过程 DHCP客户机广播客户机广播DHCPDISCOVER数据包数据包1DHCP服务器广播服务器广播DHCPOFFER数据包数据包2DHCP客户机广播客户机广播DHCPREQUEST数据包数据包3DHCP服务器广播服务器广播DHCPACK 数据包数据包4 DHCP 客户机客户机DHCP 效劳器效劳器1DHCP 效劳器效劳器2*DHCP租约的生成过程DHCP 客户机在本地子网上播送 DHCP Discover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：程，过程如下：*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,会尝试通过任何可用的 DHCP 效劳器来续订其当前租约。 *DHCP租约的续订过程4.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。 5.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。 6.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。*ICMP：因特网控制消息协议* 因特网控制消息协议简称因特网控制消息协议简称ICMPICMP来检测网络，包括路来检测网络，包括路由、拥塞、效劳质量等问题。由、拥塞、效劳质量等问题。IPIP报头报头ICMPICMP报头报头ICMPICMP信息信息ICMPICMP数据报数据报IPIP数据报数据报ICMPICMP报文报文ICMP协议*ICMPICMP数据部分，不同类型和代码有不同内容数据部分，不同类型和代码有不同内容类型类型(8bits)(8bits) 代码代码(8bits)(8bits)校验和校验和(16bits)(16bits)ICMP报文的格式*类型字段的值与类型字段的值与ICMPICMP报文的类型的关系报文的类型的关系ICMPICMP报报文种文种类类类类型的型的值值ICMPICMP报报文的文的类类型型差差错报错报告告报报文文3 3终终点不可到达点不可到达4 4源站抑制源站抑制1111时间时间超超过过1212参数参数问题问题5 5改改变变路由路由询问报询问报文文8 8或或0 0回送回送请请求或回答求或回答1313或或1414时间时间戳戳请请求或回答求或回答1717或或1818地址掩地址掩码请码请求或回答求或回答1010或或9 9路由器路由器询问询问或通告或通告ICMP报文的类型*