地址解析协议与反向地址解析协议1地址解析技术
网络基础知识：地址解析协议
▪ 缺省网关是通往外部世界的一个大门，所有去往外网的数据都需要通 过它来转发。
▪ 在跨网通信的环境下，ARP负责解析缺省网关的MAC地址，准确地 说是缺省网关与本网络相连的那个接口的MAC地址。
IP:192.168.1.4
IP:192.168.1.5
MAC: A
MAC: B
MAC: C
MAC:D
Gateway:192.168.1.1 Gateway:192.168.1.1 Gateway:192.168.1.1 Gateway:192.168.1.1
ARP工作
1.A以广播形式发送ARP请求，请求网关的MAC地址；
A
B
ARP answer
IP:192.168.1.1 MAC:Gateway
Ethernet
C
D
IP:192.168.1.2
IP:192.168.1.3
IP:192.168.1.4
IP:192.168.1.5
MAC: A
MAC: B
MAC: C
MAC:D
Gateway:192.168.1.1 Gateway:192.168.1.1 Gateway:192.168.1.1 Gateway:192.168.1.1
▪ 源主机先查看其 ARP 缓存中有无目标主机 IP 地址和MAC地址的映 射，如果有则将此MAC地址写入 帧头部以完成封装；如果无则通过 ARP完成地址解析。
子网外的ARP
▪ 如果源主机和目标主机位于不同的网络，则需要将数据发送到本地的缺省网关 上，这种环境下源主机需要的目的MAC地址不是目标主机的而是默认网关的。 （假设目的MAC地址是目的主机的会怎么样？）
《网络协议分析》教学大纲
《网络协议分析》课程教学大纲课程代码：课程名称：网络协议分析英文名称：The network protocol analysis课程类型：必修课总学时：48学时讲课学时：32 实验学时：16学分：3适用对象：计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息管理与信息系统等专业先修课程：计算机基础、程序语言设计等一、课程性质《网络协议分析》是计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息管理与信息系统等专业的必修课程。
网络的重要性和普及性已毋庸置疑。
在网络通信的方方面面中，网络协议发挥着基础的支撑作用。
TCP/IP协议族是目前使用最广泛的协议族，也是Internet出现、发展和普及的基础。
用户新的应用将不断出现，新的协议标准及现有标准（包括TCP/IP）的新版本仍在不断涌现。
而TCP/IP的设计者和研究者们也在不断这种发展速度而推陈出新。
这个时候，掌握各个协议的思想、原理及流程等方面显得尤为必要了。
二、教学基本要求开设此门课能够让网络工程专业的学生深入理解TCP/IP协议族各个协议的本质思想，会使用网络协议分析工具对一个协议作出评价，以便应用到以后的网络应用和工作当中。
三、教学内容及要求页脚内容1第1章TCP/IP概述本章教学内容:网络互联与TCP/IP；网络协议的分层；TCP/IP发展过程；TCP/IP协议的标准化本章教学目的及要求：掌握网络互联的概念，TCP/IP的分层思想。
本章重点:网络协议的分层和网络互联的概念。
本章难点:网络互联的理解。
第2章点到点协议PPP本章教学内容: PPP的流程及报文格式；认证协议PAP及CHAP；PPPoE的应用、流程及报文格式。
本章教学目的及要求：掌握PPP的流程及报文格式；LCP、IPCP协议以及认证协议PAP及CHAP。
本章重点: PPP流程以及LCP、IPCP协议的规定。
本章难点: LCP、IPCP协议的规定。
第3章Internet地址及地址解析本章教学内容: Internet地址；地址解析协议ARP；反向地址解析协议RARP。
网络基础地址解析协议
网络基础地址解析协议地址解析协议（Address Resolution Protocol，缩写为ARP）是TCP/IP协议栈中的一个协议，用于将一个32位的IPv4地址转换为对应的48位MAC地址。
在网络中，每一个网络接口都有对应的MAC地址和IP 地址，ARP协议就是用于获取这两个地址之间的映射关系的。
ARP协议工作在网络层（第3层）和数据链路层（第2层）之间。
在一个局域网络中，当一个主机需要发送一个数据包到另一个主机时，会先检查目标主机的IP地址是否存在于自己的ARP缓存中。
如果存在，就直接使用对应的MAC地址发送数据包。
如果不存在，就需要使用ARP协议进行地址解析。
ARP协议的工作原理如下：1.发送ARP请求：当一个主机需要找到另一个主机的MAC地址时，它会在本地网络广播一个ARP请求包，包含自己的MAC地址和IP地址，以及目标主机的IP地址。
2.接收ARP请求：网络中所有的主机都会接收到这个广播包，但只有目标主机会响应。
3.ARP响应：目标主机接收到ARP广播包后，会直接向发送主机发送一个ARP响应包，包含自己的MAC地址和IP地址。
4.更新ARP缓存：发送主机收到ARP响应包后，会将目标主机的MAC 地址与IP地址的映射关系存储到自己的ARP缓存中，以便下次发送数据包时直接使用。
ARP协议的优点是实现简单且适用于大多数网络环境。
它通过在局域网内广播ARP请求，可以快速获取到目标主机的MAC地址，从而实现数据包的传递。
但是，由于ARP协议是通过广播方式查询MAC地址，可能存在网络拥塞和安全性问题。
在实际网络中，为了减少广播带来的网络负载，主机会将最近的ARP查询结果保存在本地的ARP缓存中。
这样，在发送数据包时，不再需要进行ARP请求，直接使用缓存中的映射关系即可。
但是，由于网络中主机的MAC地址和IP地址是可能动态变化的，故ARP缓存中的映射关系也需要定期更新。
此外，为了防止ARP欺骗（ARP Spoofing）攻击，可以通过静态ARP 表、交换机的ARP防火墙等方式提高网络的安全性。
计算机网络基础(段标第6版) 第2章 习题参考答案
填空1计算机间的通信合作层次接口服务2语法语义同步3结构格式4OSI参考模型国际标准化5物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层表示层数据链路层6为数据端设备提供传送数据的通路传输数据完成物理层的一些管理工作7数据终端设备数据通信设备8链路管理、帧同步、流量控制、差错控制、透明传输、寻址9帧10面向字符面向比特11通信子网层、路径选择、流量控制、数据传输与中继、清除子网的质量差异12虚电路服务、数据报服务13数据传输层、表示层14网络接口层、网络互联层、传输层、应用层15简单文件传输协议、超文本传输协议、远程登录协议、文件传输协议16服务17会话层18ARP协议19远程登录20网络互连层判断：1对2错3错4错5错6对7错8对9对10错1.网络体系结构采用层次化的优点是什么？(1)各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节，只要知道低层所提供的服务，经及本层向上层所提供的服务即可，能真正做到各司其职。
(2)有利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响。
(3)易于实现标准化。
2.0SI模型和TCP/IP模型的共同点和不同点是什么？共同点：都采用了层次结构的思想、在传输层中定义了相似的功能。
不同点：二者在层次划分上、使用协议上有很大的区别；TCP/IP为工业标准模型，而OSI 是理论标准模型。
3.简述OS1网络层的主要功能？物理层具体解决了以下问题：使用什么类型的传输介质，使用什么样的连接器件和连接设备。
使用什么拓扑结构。
使用什么样的物理信号表示二进制的。
和1以及该物理信号与传输相关的特性如何。
数据链路层具体解决了以下问题：将bit信息加以组织封装成帧。
确定了数据帧的结构。
通过使用硬件地址及物理地址来寻址。
实现差错校验信息的组织。
对共享的介质实现访问控制。
网络层具体解决了以下问题：提供了网络层的地址(IP地址)，并进行不同网络系统间的路径选择。
数据包的分割和重新组合。
差错校险和恢复。
地址解析协议
地址解析协议地址解析协议（Address Resolution Protocol，简称ARP）是一种用于将数据链路层的物理地址与网络层的IP地址相对应的协议。
它的主要作用是在进行网络通信时，通过IP地址查询对应的物理地址，以便正确地发送数据包到目标设备。
ARP协议解决了IP地址与物理地址之间的映射关系。
在使用ARP协议之前，发送方需要知道目标设备的物理地址才能将数据包发送给正确的目标设备。
这种映射关系在局域网中非常重要，因为局域网中的设备通常使用IP地址进行通信，而物理地址则由网卡硬件决定。
ARP协议提供了一种自动查询和更新IP地址和物理地址的机制，简化了网络通信的过程。
ARP协议的工作原理如下：当发送方需要将数据包发送到目标设备时，首先会检查自己的ARP缓存表，查看是否已经有了目标设备的地址映射。
如果有，则直接将数据包封装并发送给目标设备。
如果没有，发送方会向局域网上的其他设备广播一个ARP请求包，其中包含了发送方自己的IP地址和MAC 地址，以及待查询的IP地址。
收到请求包的设备会对自己的ARP缓存表进行检查，如果发现自己的IP地址与请求包中的目标IP地址相同，则会向发送方返回一个ARP应答包，其中包含了自己的物理地址。
发送方收到应答包后，就可以将数据包封装并发送给目标设备。
ARP协议还支持动态更新地址映射表。
当设备的IP地址发生变化时，它会发送一个ARP广播包通知网络中的其他设备更新地址映射表。
这个过程称为ARP缓存刷新。
尽管ARP协议在局域网中非常有用，但它也存在一些安全风险。
其中一种风险是ARP欺骗（ARP spoofing），攻击者可以欺骗网络中的其他设备，将它们的IP地址和MAC地址映射到自己的设备上。
这样，攻击者就可以中间人攻击，窃取通信数据。
为了防止ARP欺骗，可以使用静态ARP表或ARP 防火墙等安全措施。
总结来说，ARP协议是一种用于将IP地址与物理地址相对应的协议，它通过自动查询和更新地址映射表的机制，简化了网络通信的过程。
计算机网络考试复习题及参考答案
计算机网络考试复习题及参考答案work Information Technology Company.2020YEAR中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案计算机网络一、选择题：1、市话网在数据传输期间，在源节点与目的节点之间有一条利用中间节点构成的物理连接线路。
这种市话网采用( )技术。
A、报文交换B、电路交换C、分组交换D、数据交换2、在点到点的数据传输时钟同步中，外同步法是指接收端的同步信号是由( )。
A、自己产生的B、信息中提取出来的C、发送端送来的D、接收端送来的3、在数据通信中，当发送数据出现差错时，发送端无须进行数据重发的差错控制方法为( )。
A、ARQB、FECC、BECD、CRC、4、Internet的网络层含有四个重要的协议，分别为( )。
A、IP，ICMP，ARP，UDPB、TCP，ICMP，UDP，ARPC、IP，ICMP，ARP，RARPD、UDP，IP，ICMP，RARP5、LAN参考模型可分为物理层( )。
A、MAC，LLC等三层B、LLC，MHS等三层C、MAC，FTAM等三层D、LLC，VT等三层6、在码元速率为1600波特的调制解调器中，采用8PSK(8相位)技术，可获得的数据速率为( )。
A、2400bpsB、4800bpsC、9600bpsD、1200bps7、IBM PC BSC 通信适配器主要是为( )。
A、半双工传输线路设计的B、单工传输线路设计的C、全双工传输线路设计的D、混合传输线路设计的8、把网络202.112.78.0划分为多个子网（子网掩码是255.255.255.192），则各子网中可用的主机地址总数是（）。
A、254B、252C、128D、649、在OSI参考模型的各层次中，（）的数据传送单位是报文。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层10、CSMA/CD技术，只可用于（）网络拓扑结构。
A 总线形B 环形C 星形D 树形11、 X.25分组头用于网络控制，其长度随分组类型不同而有所不同，但到少包含前( )。
《计算机网络基础》第五版习题答案
《计算机网络基础》第五版习题答案第1章计算机网络概论一、选择题二、1、一定数量能独立工作的计算机、通过通信介质连接起来、共同遵守相应的标准、资源共享2、独立功能、通信介质、通信线路、网络软件、资源共享3、具有通信功能的4、ARPAnet，分组交换网5、资源共享、数据通信、通信子网、资源子网6、CHINAPAC7、中国公用计算机互联网、中科院科技网、国家教育和科研网、中国金桥网8、钱天白9、分布式处理10、数据通信、资源共享11、分布式输入、分布式计算、分布式输出12、局域网、城域网、广域网、总线型、环型、星型13、单播、组播、广播14、延长通信线缆长度，分布式访问控制策略15、集中式通信、线路交换、报文交换16、具有较高的传输速率、具有较低的误码率17、网络资源、网络管理作用18、城域网19、点、线20、服务器、客户机、网络集线设备、传输介质三、判断题四、问答题1．什么是计算机网络？将地理位臵不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，在功能完善的网络软件（网络协议、网络操作系统、网络应用软件等）的协调下实现网络资源共享的计算机系统的集合。
2．计算机网络的发展经历了哪几个阶段？第一阶段是具有通信功能的多机系统阶段第二阶段以通信子网为中心的计算机网络第三阶段网络体系结构标准化阶段第四阶段网络互连阶段3．简述计算机网络的主要功能？资源共享、数据通信、均衡负载相互协作、分布处理、提高计算机系统的可靠性4．按地理位臵来划分，计算机网络可以分为哪几类？局域网、城域网、广域网5．计算机网络的主要拓扑结构有哪些？星型、环型、总线型6．简述星型拓扑结构的特点？星型拓扑结构主要具有以下的一些优点：⑴易于故障的诊断与隔离⑵易于网络的扩展。
⑶具有较高的可靠性。
但其缺点也很明显，主要有：⑴过分依赖中央节点。
⑵组网费用高。
⑶布线比较困难。
7．什么是对等网？什么是C/S网？“对等网”也称“工作组网”，对等网上各台计算机的有相同的地位，无主从之分，网上任意节点计算机既可以作为网络服务器，为其它计算机提供资源；也可以作为工作站，以分享其它服务器的资源；任一台计算机均可同时兼作服务器和工作站，也可只作其中之一。
第4章 地址解析分解
• 在ARP应答报文中
目标机将收到的ARP请求报文中的发送方硬件地 址和发送方协议地址放入目的硬件地址和目的协 议地址 目标机将自己的硬件地址和协议地址（IP地址） 填入发送方硬件地址和发送方协议地址 操作类型字段：填入“2”表示是ARP应答 • ARP应答以单播方式在物理网络中发送。
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• ARP应答以单播方式在物理网络中发送。
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4.3.3 地址解析报文封装
• ARP/RARP报文封装在以太网物理帧中的格 式如图所示。
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习题
1、（ ）是动态映射协议，它能从给定的物理地址找出逻辑地 址；（ ）是动态映射协议，它能从给定的逻辑地址找出物理 地址。 A、ARP B、RARP C、IP D、以上都不是 2、在以太网中，封装RARP请求数据报的物理帧首部的目的地 址字段应填入什么？ 3、当源主机和目的主机位于同一网络中时，ARP协议解析的结 果将提供什么设备的物理地址？ 4、当目的主机位于远程网段时，ARP协议解析的结果将提供什 么设备的物理地址？ 5、当使用ARP的协议是IP而运行ARP的物理网络是以太网时， ARP分组的长度是多少？携带此ARP分组的以太网帧的长度 是多少？（以字节为单位）
• ARP命令
9
ARP高速缓存中地址映射表项的超时
给ARP高速缓存中的每一个表项设置一个超 时值。 不同的TCP/IP实现使用不同的超时值，短的 仅有几十秒钟，而长的则长达几个小时。
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4.1.3 地址解析实例
• 参与通信的源主机与目的主机可能位于同一 个子网，也可能位于不同的子网。 1. 源主机与目的主机位于同一子网 假设一台IP地址为196.168.27.20的主机，希 望向位于同一子网中IP地址为 196.168.27.22的主机发送IP数据报。