计算机网络ARP和RARP

2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 12 1 1ARP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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 12 1任务 ARP命令的使用 12 1 2ARP协议的工作原理 1 子网内ARP解析 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 ARPrequest 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 proxyARP 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 12 1 2ARP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 192 168 1 1 192 168 1 2 00 00 C0 15 AD 18 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 12 1任务 ARP命令的使用 主机B向A发送ARP响应分组 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 proxyARP 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 12 1任务 ARP命令的使用 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 在Windows2000 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 arp a InetAddr NIfaceAddr g InetAddr NIfaceAddr dInetAddr IfaceAddr sInetAddrEtherAddr IfaceAddr 1 显示高速Cache中的ARP表ARP a2 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 3 添加ARP静态表项通过 arp sinet addreth 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 dinet addr 删除 12 1任务 ARP命令的使用 2020年4月15日星期三6时19分54秒 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 2020年4月15日星期三6时19分54秒 计算机网络技术 12 2反向地址解析协议 2020年4月15日星期三6