ARP协议详解ppt课件VIP

.,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RARP,.,什么是ARP,ARP，AddressResolutionProtocol即地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。在TCP/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arpreply,.,ARP-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0 x0001。协议类型：16bit，定义协议类型。对应IPv4协议，值为0 x0800。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0 x0001，ARP应答为0 x0002。RARP请求为0 x0003，RARP应答为0 x0004。,.,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请求不仅要耗费带宽，而且使得本地网络中的每台主机都要处理该广播帧，或忽略或给出响应帧。,.,ARP高速缓存,可以使用ARP高速缓存表解决这个问题。每个主机或路由器上都有一个ARP高速缓存表。这个高速缓存表存放最近Internet地址到硬件地址之间的映射记录。高速缓存表中每一项的生存时间有限，起始时间从被创建时开始算起。,.,ARP高速缓存,UDP,TCP,IP,ICMP,IGMP,ARP,B,C,A,2,1,4,6,5,1.ARPcacheischecked2.ARPrequestissent3.ARPentryisadded4.ARPreplyissent5.ARPentryisadded6.IPpacketissent,3,Ethernet,.,ARP高速缓存,按照缺省设置，ARP高速缓存中的项目是动态的，每当发送一个指定地点的数据报且高速缓存中不存在当前项目时，ARP便会自动添加该项目ARP高速缓存中地址映射表项的超时问题：由于IP地址与物理地址的映射关系可能因网络接口或IP地址的变化而发生变化，对于ARP高速缓存中地址映射表项都存在一个过时的问题。一旦高速缓存的项目被输入，它们就已经开始走向失效状态。解决：给ARP高速缓存中的每一个表项设置一个超时值，使得每个地址映射表项都有一个生命期。例如，在WindowsNT网络中，如果输入项目后不进一步使用，物理/IP地址对就会在2至10分钟内失效。因此，如果ARP高速缓存中项目很少或根本没有时，是正常的。,.,ARP高速缓存,静态ARP表项一种控制地址映射表项超时值的方法是在ARP高速缓存中创建一个静态表项。静态表项是永不超时的地址映射表项。静态表项主要用在一台主机经常向另一台主机发送ARP请求的情况下，为了提高效率，减少不必要的开销。,静态表项也有可能发生变化：使用arp实用程序可以人工删除静态表项。重新启动主机也会使静态表项丢失。动态表项与静态表项冲突时，以动态表项为准,问题：静态表项是固定不变的吗?,.,ARP实用命令,可以通过arp命令查看、添加和删除高速缓存中的内容。ARP命令arp命令可以显示、添加和删除arp内容。在windows和unix系统中都有这个命令。arp-ainet_addr显示地址映射表项，为可选项。arp-ginet_addr功能与arp-ainet_addr相同。arp-dinet_addr删除由inet_addr所指定的表项。arp-d*删除所有表项arp-sinet_addrphys_addr增加由inet_addr和phys_addr指定的静态表项。arp/?显示帮助,说明：1、使用ARP命令查看高速缓存内容前最好先ping此台主机或路由器。2、为了能抓到ARP协议包，最好在命令行中运行arpd清除arp缓存。,.,Arp-a,.,Arpainet_addr,.,Arpdinet_addr/*,.,Arpsinet_addrphy_addr,.,ARP高速缓存解析实例（同一网络）,.,ARP高速缓存解析实例（不同网络）,假设一台IP地址为172.16.1.9，子网掩码为255.255.255.0的客户机希望向IP地址为172.16.2.5的主机发送IP数据报。当主机A要向主机B传输数据报时，TCP/IP软件会利用子网掩码确定主机B位于远程子网上。,.,ARP高速缓存解析实例（不同网络）,假设一台IP地址为172.16.1.9，子网掩码为255.255.255.0的客户机希望向IP地址为172.16.2.5的主机发送IP数据报。,.,ARP高速缓存解析实例（不同网络）,假设一台IP地址为172.16.1.9，子网掩码为255.255.255.0的客户机希望向IP地址为172.16.2.5的主机发送IP数据报。,.,什么是RARP,RARP：ReverseAddressResolutionProtocol反向地址转换协议就是将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址，比如局域网中有一台主机只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责回答。RARP协议广泛用于获取无盘工作站的IP地址。,.,RARP分组格式,RARP的分组格式与ARP完全一样，仅仅是操作字段是3（RARP请求）或者4（RARP应答）。,.,RARP工作原理,给主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的MAC地址