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地址解析協(xié)議 ARP的高速緩存、分組格式和代理以及arp命令

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【地址解析協(xié)議 ARP的高速緩存、分組格式和代理以及arp命令】
本章我們要討論的問題是只對TCP/IP協(xié)議簇有意義的IP地址 。數(shù)據(jù)鏈路如以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)都有自己的尋址機制（經(jīng)常為48 bit地址），這是使用數(shù)據(jù)鏈路的任何網(wǎng)絡(luò)層都必須遵從的 。一個網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)可以同時被不同的網(wǎng)絡(luò)層使用 。例如，一組使用TCP/IP協(xié)議的主機和另一組使用某種P C網(wǎng)絡(luò)軟件的主機可以共享相同的電纜 。
當(dāng)一臺主機把以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送到位于同一局域網(wǎng)上的另一臺主機時，是根據(jù)48 bit的以太網(wǎng)地址來確定目的接口的 。設(shè)備驅(qū)動程序從不檢查IP數(shù)據(jù)報中的目的IP地址 。
地址解析為這兩種不同的地址形式提供映射： 32 bit的IP地址和數(shù)據(jù)鏈路層使用的任何類型的地址 。RFC 826 [Plummer1982]是ARP規(guī)范描述文檔 。
本章及下一章我們要討論的兩種協(xié)議如圖4-1所示：ARP（地址解析協(xié)議）和RARP（逆地址解析協(xié)議） 。

ARP為IP地址到對應(yīng)的硬件地址之間提供動態(tài)映射 。我們之所以用動態(tài)這個詞是因為這個過程是自動完成的，一般應(yīng)用程序用戶或系統(tǒng)治理員不必關(guān)心 。
RARP是被那些沒有磁盤驅(qū)動器的系統(tǒng)使用（一般是無盤工作站或X終端），它需要系統(tǒng)治理員進(jìn)行手工設(shè)置 。我們在第5章對它進(jìn)行討論 。
任何時候我們敲入下面這個形式的命令：
% FTP bsdi
都會進(jìn)行以下這些步驟 。這些步驟的序號如圖4-2所示 。

1) 應(yīng)用程序FTP客戶端調(diào)用函數(shù)gethostbyname(3)把主機名（bsdi）轉(zhuǎn)換成32 bit的IP地址 。這個函數(shù)在DNS（域名系統(tǒng)）中稱作解析器，我們將在第14章對它進(jìn)行介紹 。這個轉(zhuǎn)換過程或者使用DNS，或者在較小網(wǎng)絡(luò)中使用一個靜態(tài)的主機文件（/etc/hosts） 。
2) FTP客戶端請求TCP用得到的IP地址建立連接 。
3) TCP發(fā)送一個連接請求分段到遠(yuǎn)端的主機，即用上述IP地址發(fā)送一份IP數(shù)據(jù)報（在第18章我們將討論完成這個過程的細(xì)節(jié)） 。
4) 假如目的主機在本地網(wǎng)絡(luò)上（如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)或點對點鏈接的另一端），那么IP數(shù)據(jù)報可以直接送到目的主機上 。假如目的主機在一個遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上，那么就通過IP選路函數(shù)來確定位于本地網(wǎng)絡(luò)上的下一站路由器地址，并讓它轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報 。在這兩種情況下，IP數(shù)據(jù)報都是被送到位于本地網(wǎng)絡(luò)上的一臺主機或路由器 。
5) 假定是一個以太網(wǎng)，那么發(fā)送端主機必須把32 bit的IP地址變換成48 bit的以太網(wǎng)地址 。從邏輯Internet地址到對應(yīng)的物理硬件地址需要進(jìn)行翻譯 。這就是ARP的功能 。ARP本來是用于廣播網(wǎng)絡(luò)的，有許多主機或路由器連在同一個網(wǎng)絡(luò)上 。
6) ARP發(fā)送一份稱作ARP請求的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀給以太網(wǎng)上的每個主機 。這個過程稱作廣播，如圖4 - 2中的虛線所示 。ARP請求數(shù)據(jù)幀中包含目的主機的IP地址（主機名為bsdi），其意思是“假如你是這個IP地址的擁有者，請回答你的硬件地址 ?！?BR>7) 目的主機的ARP層收到這份廣播報文后，識別出這是發(fā)送端在尋問它的IP地址，于是發(fā)送一個ARP應(yīng)答 。這個ARP應(yīng)答包含IP地址及對應(yīng)的硬件地址 。
8) 收到ARP應(yīng)答后，使ARP進(jìn)行請求—應(yīng)答交換的IP數(shù)據(jù)報現(xiàn)在就可以傳送了 。
9) 發(fā)送IP數(shù)據(jù)報到目的主機 。
在ARP背后有一個基本概念，那就是網(wǎng)絡(luò)接口有一個硬件地址（一個48 bit的值，標(biāo)識不同的以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)接口） 。在硬件層次上進(jìn)行的數(shù)據(jù)幀交換必須有正確的接口地址 。但是，TCP/IP有自己的地址： 32 bit的IP地址 。知道主機的IP地址并不能讓內(nèi)核發(fā)送一幀數(shù)據(jù)給主機 。內(nèi)核（如以太網(wǎng)驅(qū)動程序）必須知道目的端的硬件地址才能發(fā)送數(shù)據(jù) 。ARP的功能是在32 bit的IP地址和采用不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的硬件地址之間提供動態(tài)映射 。

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