第4章 地址解析分解
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• 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
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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。
4.3 地址解析报文
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4.1 地址解析协议(ARP)
4.1.1 地址解析原理
• 地址解析协议ARP使IP能够获得与某个给 定IP地址相关的主机物理地址。 ARP的功能分为两部分：
– 发送数据包请求获得目的主机的物理地址 – 向请求物理地址的主机发送解析结果。
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这里需要注意两点： <1> ARP请求帧在物理网络中是以广播方式发送的， ARP应答帧是以单播方式发送的。 <2> 目的主机必须与源主机位于同一物理网络。
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4.3.2 地址解析报文处理 • 在ARP请求报文中
发送方硬件地址字段：填入本机的物理地址 发送方协议地址字段：填入本机的协议地址 目的硬件地址字段：全0 目的协议地址字段：填入准备解析的目标机的IP 地址 操作类型字段：填入“1”表示是ARP请求 • ARP请求以广播方式在物理网络中发送。
第4章 地址解析
• 因特网在网络层使用IP地址的同时，在物理网 络中仍使用物理地址。这两套地址之间必须建 立映射关系。
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• 建立逻辑地址与物理地址之间映射的方法通常 有两种： • 静态映射采用地址映射表格来实现。由于地址 映射表一般由人工方式建立和维护，所以不能 适应频繁变化的网络和规模庞大的网络。 • 动态映射是在需要获得地址映射关系时利用网 络通信协议直接从其他主机上获得映射信息。 • 因特网采用了动态映射的方法进行地址映射。
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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。
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• 这里需要注意的是：在从源到目的地的传输 过程中，数据包的IP地址是不发生变化的， 而物理地址在每一跳都会发生变化。
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4.1.4 ARP简化软件包示例
• ARP软件包主要由五个构件组成：高速缓存 表、队列、输出模块、输入模块、高速缓存 控制模块。
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4.1.2 ARP缓存
• 问题：如果每次在发送IP数据报前都重复上 面的过程，势必会带来较大的开销。 • 解决：每台主机都维护一个名为ARP高速缓 存的本地列表。
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• 使用：当发送IP数据报需要获取目的主机的物理 地址时，首先检查它的ARP高速缓存
• 创建：由于ARP高速缓存位于内存中，因此每次 计算机或路由器重新启动时，都必须动态地创建 地址映射表。
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进行IP地址解析的过程如图所示，其具体步骤如下:
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2. 源主机与目的主机位于不同的子网 • 源主机与目的主机之间有一台或多台路由器， ARP必须为IP数据报通过的每个路由器解析 IP地址。
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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。
• 在RARP请求报文中
发送方硬件地址字段：填入本机的物理地址 发送方协议地址字段：全0 目的硬件地址字段：填入本机的物理地址 目的协议地址字段：全0 操作类型字段：填入“3”表示是RARP请求
• RARP请求以广播方式在物理网络中发送。
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• 在RARP应答报文中
发送方硬件地址和发送方协议地址字段填的 是给出应答被 解析对象的IP地址和物理地址 操作类型字段：填入“4”表示是RARP应答
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逻辑地址与物理地址之间的映射称为地址解 析(Address resolution)。 TCP/IP用两个协议来实现这两种映射： – ARP用于从IP地址到物理地址的映射 – RARP用于从物理地址到IP地址的映射
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第4章 地址解析
4.1 地址解析协议(ARP)
4.2 反向地址解析协议(RARP)
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4.2 反向地址解析协议(RARP)
• RARP可以实现从物理地址到IP地址的转换。 被无盘计算机用来获取其IP地址。 • 在进行反向地址解析前，无盘计算机只知道 自己的物理地址，另外还具有一个位于ROM 中的基本输入/输出系统。
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RARP服务器处理请求并根据请求者的物理地址查物 理地址-IP地址映射表，然后形成应答。
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ARP和RARP的不同之处：
• ARP地址解析的目的是求取另一个设备的物 理地址，而RARP则主要是由本机的物理地 址求取本机的IP地址。 • RARP需要有RARP服务器帮助完成解析， 而ARP不需要专门的服务器。
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4.3 地址解析报文
4.3.1 地址解析报文格式
• TCP/IP协议将ARP和RARP的请求和应答报文设计成 相同的格式，通过操作字段来加以区别。
• 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
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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。
4.3 地址解析报文
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4.1 地址解析协议(ARP)
4.1.1 地址解析原理
• 地址解析协议ARP使IP能够获得与某个给 定IP地址相关的主机物理地址。 ARP的功能分为两部分：
– 发送数据包请求获得目的主机的物理地址 – 向请求物理地址的主机发送解析结果。
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这里需要注意两点： <1> ARP请求帧在物理网络中是以广播方式发送的， ARP应答帧是以单播方式发送的。 <2> 目的主机必须与源主机位于同一物理网络。
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4.3.2 地址解析报文处理 • 在ARP请求报文中
发送方硬件地址字段：填入本机的物理地址 发送方协议地址字段：填入本机的协议地址 目的硬件地址字段：全0 目的协议地址字段：填入准备解析的目标机的IP 地址 操作类型字段：填入“1”表示是ARP请求 • ARP请求以广播方式在物理网络中发送。
第4章 地址解析
• 因特网在网络层使用IP地址的同时，在物理网 络中仍使用物理地址。这两套地址之间必须建 立映射关系。
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• 建立逻辑地址与物理地址之间映射的方法通常 有两种： • 静态映射采用地址映射表格来实现。由于地址 映射表一般由人工方式建立和维护，所以不能 适应频繁变化的网络和规模庞大的网络。 • 动态映射是在需要获得地址映射关系时利用网 络通信协议直接从其他主机上获得映射信息。 • 因特网采用了动态映射的方法进行地址映射。
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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。
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• 这里需要注意的是：在从源到目的地的传输 过程中，数据包的IP地址是不发生变化的， 而物理地址在每一跳都会发生变化。
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4.1.4 ARP简化软件包示例
• ARP软件包主要由五个构件组成：高速缓存 表、队列、输出模块、输入模块、高速缓存 控制模块。
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4.1.2 ARP缓存
• 问题：如果每次在发送IP数据报前都重复上 面的过程，势必会带来较大的开销。 • 解决：每台主机都维护一个名为ARP高速缓 存的本地列表。
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• 使用：当发送IP数据报需要获取目的主机的物理 地址时，首先检查它的ARP高速缓存
• 创建：由于ARP高速缓存位于内存中，因此每次 计算机或路由器重新启动时，都必须动态地创建 地址映射表。
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进行IP地址解析的过程如图所示，其具体步骤如下:
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2. 源主机与目的主机位于不同的子网 • 源主机与目的主机之间有一台或多台路由器， ARP必须为IP数据报通过的每个路由器解析 IP地址。
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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。
• 在RARP请求报文中
发送方硬件地址字段：填入本机的物理地址 发送方协议地址字段：全0 目的硬件地址字段：填入本机的物理地址 目的协议地址字段：全0 操作类型字段：填入“3”表示是RARP请求
• RARP请求以广播方式在物理网络中发送。
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• 在RARP应答报文中
发送方硬件地址和发送方协议地址字段填的 是给出应答被 解析对象的IP地址和物理地址 操作类型字段：填入“4”表示是RARP应答
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逻辑地址与物理地址之间的映射称为地址解 析(Address resolution)。 TCP/IP用两个协议来实现这两种映射： – ARP用于从IP地址到物理地址的映射 – RARP用于从物理地址到IP地址的映射
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第4章 地址解析
4.1 地址解析协议(ARP)
4.2 反向地址解析协议(RARP)
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4.2 反向地址解析协议(RARP)
• RARP可以实现从物理地址到IP地址的转换。 被无盘计算机用来获取其IP地址。 • 在进行反向地址解析前，无盘计算机只知道 自己的物理地址，另外还具有一个位于ROM 中的基本输入/输出系统。
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RARP服务器处理请求并根据请求者的物理地址查物 理地址-IP地址映射表，然后形成应答。
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ARP和RARP的不同之处：
• ARP地址解析的目的是求取另一个设备的物 理地址，而RARP则主要是由本机的物理地 址求取本机的IP地址。 • RARP需要有RARP服务器帮助完成解析， 而ARP不需要专门的服务器。
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4.3 地址解析报文
4.3.1 地址解析报文格式
• TCP/IP协议将ARP和RARP的请求和应答报文设计成 相同的格式，通过操作字段来加以区别。