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TCP/IP學習筆記(3)-IP協議,ARP協議,RARP協議

     ARP協議用來找到目標主機的Ethernet網絡卡Mac地址,IP則承載要傳送的訊息。資料鏈路層可以從ARP得到資料的傳送資訊,而從IP得到要傳輸的資料資訊。      1.IP協議       IP協議是TCP/IP協議的核心,所有的TCP,UDP,IMCP,IGCP的資料都以IP資料格式傳輸。要注意的是,IP不是可靠的協議,這是說,IP協議沒有提供一種資料未傳達以後的處理機制--這被認為是上層協議--TCP或UDP要做的事情。所以這也就出現了TCP是一個可靠的協議,而UDP就沒有那麼可靠的區別。      1.1.IP協議頭 這裡介紹八位的TTL欄位,還記得這個欄位是做什麼的麼?           這個欄位規定該資料包在穿過多少個路由之後才會被拋棄(這裡就體現出來IP協議包的不可靠性,它不保證資料被送達),某個ip資料包每穿過一個路由器,該資料包的TTL數值就會減少1,當該資料包的TTL成為零,它就會被自動拋棄
。這個欄位的最大值也就是255,也就是說一個協議包也就在路由器裡面穿行255次就會被拋棄了,根據系統的不同,這個數字也不一樣,一般是32或者是64,Tracerouter這個工具就是用這個原理工作的,tranceroute的-m選項要求最大值是255,也就是因為這個TTL在IP協議裡面只有8bit。           現在的ip版本號是4,所以也稱作IPv4。現在還有IPv6,而且運用也越來越廣泛了。      1.2.IP路由選擇           當一個IP資料包準備好了的時候,IP資料包(或者說是路由器)是如何將資料包送到目的地的呢?它是怎麼選擇一個合適的路徑來"送貨"的呢?           最特殊的情況
:目的主機和主機直連,那麼主機根本不用尋找路由,直接把資料傳遞過去就可以了。至於是怎麼直接傳遞的,這就要靠ARP協議了。          一般一點的情況:主機通過若干個路由器(router)和目的主機連線。那麼路由器就要通過ip包的資訊來為ip包尋找到一個合適的目標來進行傳遞,比如合適的主機,或者合適的路由。路由器或者主機將會用如下的方式來處理某一個IP資料包 1.如果IP資料包的TTL(生命週期)以到,則該IP資料包就被拋棄。 2.搜尋路由表,優先搜尋匹配主機,如果能找到和IP地址完全一致的目標主機,則將該包發向目標主機 3.搜尋路由表,如果匹配主機失敗,則匹配同子網的路由器,這需要“子網掩碼(1.3.)”的協助。如果找到路由器,則將該包發向路由器。
4.搜尋路由表,如果匹配同子網路由器失敗,則匹配同網號(第一章有講解)路由器,如果找到路由器,則將該包發向路由器。 5.搜尋路由表,如果以上都失敗了,就搜尋預設路由,如果預設路由存在,則發包 6.如果都失敗了,就丟掉這個包。 這再一次證明了,ip包是不可靠的。因為它不保證送達。       1.3.子網定址            IP地址的定義是網路號+主機號。但是現在所有的主機都要求子網編址,也就是說,把主機號在細分成子網號+主機號。最終一個IP地址就成為 網路號碼+子網號+主機號。例如一個B類地址:210.30.109.134。一般情況下,這個IP地址的紅色部分就是網路號,而藍色部分就是子網號,綠色部分就是主機號。至於有多少位代表子網號這個問題上,這沒有一個硬性的規定,取而代之的則是子網掩碼,校園網相信大多數人都用過,在校園網的設定裡面有一個255.255.255.0的東西,這就是子網掩碼。子網掩碼是由32bit的二進位制數字序列,形式為是一連串的1和一連串的0,例如:255.255.255.0(二進位制就是11111111.11111111.11111111.00000000)對於剛才的那個B類地址,因為210.30是網路號,那麼後面的109.134就是子網號和主機號的組合,又因為子網掩碼只有後八bit為0,所以主機號就是IP地址的後八個bit,就是134,而剩下的就是子網號碼--109。      2.ARP協議      還記得資料鏈路層的乙太網的協議中,每一個數據包都有一個MAC地址頭麼?我們知道每一塊乙太網卡都有一個MAC地址,這個地址是唯一的,那麼IP包是如何知道這個MAC地址的?這就是ARP協議的工作。      ARP(地址解析)協議是一種解析協議,本來主機是完全不知道這個IP對應的是哪個主機的哪個介面,當主機要傳送一個IP包的時候,會首先查一下自己的ARP快取記憶體(就是一個IP-MAC地址對應表快取),如果查詢的IP-MAC值對不存在,那麼主機就向網路傳送一個ARP協議廣播包,這個廣播包裡面就有待查詢的IP地址,而直接收到這份廣播的包的所有主機都會查詢自己的IP地址,如果收到廣播包的某一個主機發現自己符合條件,那麼就準備好一個包含自己的MAC地址的ARP包傳送給傳送ARP廣播的主機,而廣播主機拿到ARP包後會更新自己的ARP快取(就是存放IP-MAC對應表的地方)。傳送廣播的主機就會用新的ARP快取資料準備好資料鏈路層的的資料包傳送工作。 一個典型的arp快取資訊如下,在任意一個系統裡面用“arp -a”命令:

     3.RARP協議(略)

參考部落格:http://blog.csdn.net/goodboy1881/article/details/668556