4.6 ARP、DHCP、ICMP

由于在实际网络的链路上传送数据帧时，最终必须使用MAC地址(MAC用于唯一标识硬件)。

ARP协议:完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射。解决下一跳走哪的问题

ARP协议使用过程：

• 检查ARP高速缓存，有对应表项则写入MAC帧
  
  
  
  • 没有则用目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的帧封装并广播ARP请求分组
  
  
  • 同一局域网中所有主机都能收到该请求。
  
  
  
  


• 目的主机收到请求后就会向源主机单播一个ARP响应分组，源主机收到后将此映射写入ARP缓存（10-20min更新一次）


• ARP协议是自动进行的。

例

主机发送IP数据报给主机B，经过了5个路由器，请问此过程总共使用了几次ARP协议？

共需6次，每一次都是下一跳的MAC

ARP协议4种典型情况：

1.主机A发给本网络上的主机B：用ARP找到主机B的硬件地址；

2.主机A发给另一网络上的主机B：用ARP找到本网络上一个路由器（网关）的硬件地址；

3.路由器发给本网络的主机A：用ARP找到主机A的硬件地址；

4.路由器发给另一网络的主机B：用ARP找到本网络上的一个路由器的硬件地址。

DHCP协议

IP配置分类

• 静态配置
  
  
  
  • 一个机房内的所有电脑的IP是固定的
  
  
  • 有其特定的子网掩码，默认网关
  
  
  
  


• 动态配置
  
  
  
  • 来教室上课的学生的手机的IP地址是在动态改变的。
  
  
  • 这里就需要用到DHCP协议
  
  
  
  

动态主机配置协议DHCP

• 是应用层协议，使用客户/服务器方式，


• 客户端和服务端通过广播方式进行交互，基于UDP。


• 提供即插即用联网的机制，主机可以从服务器动态获取IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器名称与IP地址


• 允许地址重用，支持移动用户加入网络，支持在用地址续租。

过程

• 1.主机广播DHCP发现报文
  
  
  
  • “有没有DHCP服务器呀?”——试图找到网络中的服务器，服务器获得一个IP地址。
  
  
  
  


• 2.DHCP服务器广播DHCP提供报文
  
  
  
  • “有!”“有!”“有!”——服务器拟分配给主机一个IP地址及相关配置，先到先得。
  
  
  
  


• 3.主机广播DHCP请求报文
  
  
  
  • “我用你给我的IP地址啦?”——主机向服务器请求提供IP地址。
  
  
  
  


• 4.DHCP服务器广播DHCP确认报文
  
  
  
  • “用吧!”——正式将IP地址分配给主机.
  
  
  
  

ICMP协议

网际控制报文协议ICMP

为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会

类型

支持主机或路由器：

差错报告、网络探寻时——发送特定的ICMP报文：ICMP差错报文、ICMP询问报文

ICMP差错报告报文（5种）

• 1.终点不可达：当路由器或主机不能交付数据报时就向源点发送终点不可达报文。 无法交付


• 【2.源点抑制：当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源点发送源点抑制报文，使源点知道应当把数据报的发送速率放慢。 拥塞丢数据】（貌似已弃用）


• 3.时间超过：当路由器收到生存时间TTL=0的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向源点发送时间超过报文。当 终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时，就把已收到的数据报片都丢弃，并向源点发 送时间超过报文。 TTL=0


• 4.参数问题：当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有的字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源点发 送参数问题报文。 首部字段有问题


• 5.改变路由（重定向）：路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器 （可通过更好的路由）。值得更好的路由

不应发送ICMP差错报文的情况

1.对ICMP差错报告报文不再发送ICMP差错报告报文。

2.对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文。

3.对具有组播地址的数据报都不发送ICMP差错报告报文。

4.对具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报不发送ICMP差错报告报文。

ICMP询问报文

1.回送请求和回答报文 主机或路由器向特定目的主机发出的询问，收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。测试目的站是否可达以及了解其相关状态。

2.时间戳请求和回答报文 请某个主机或路由器回答当前的日期和时间。用来进行时钟同步和测量时间。

3.掩码地址请求和回答报文 【废】

4.路由器询问和通告报文【废】

ICMP的应用

• PING 测试两个主机之间的连通性，使用了ICMP回送请求和回答报文。


• Traceroute 跟踪一个分组从源点到终点的路径，使用了ICMP时间超过差错报告报文。

“朝着一个既定的方向去努力，就算没有天赋，在时间的积累下应该也能稍稍有点成就吧。”