1、第 4章 地址解析互联网地址能够 将不同的物理地址统一 起来，采用的技术是在各种物理网络技术上覆盖一层软件 (IP协议 +ARP协议 +RARP协议 )，将物理地址隐藏起来。 但因特网技术并没有改变底层的物理网络，最终数据还是在物理网络上传输，而在物理网络上传输时使用的仍是物理地址 。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 。这样一来，网络中就同时存在两套地址，而且在这 两套地址之间必须建立映射关系 。 IP地址又称 为 逻辑 地址 ， 逻辑 地址由 软 件 进行 处 理。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 主要采用地址映射表格
2、来 实现逻辑地址与物理地址之 间 的映射。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 物理地址和 逻辑 地址 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。 逻辑 地址与物理地址之 间 的映射称 为 地址解析 (Address resolution)。 地址解析包括 两个方面 的内容：从 IP地址到物理地址的映射从物理地址到 IP地址的映射TCP/IP用 两个 协议 来 实现这 两种映射，一个是 地址解析 协议 ARP， 另一个是 反向地址解析
3、协议 RARP。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) 4.3 地址解析报文 4.4 代理 ARP4.1 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。 当主机 A需要向同一物理网络中的主机 B发送 IP数据报时，主机 A的 IP层要将 IP数据报传给 数据链路层进行帧封装 ，封装时要求给
4、出目的主机的物理地址。ARP请求帧将包括如下 信息 ：请求主机的物理地址 PA请求主机的 IP地址 IA目的主机的 IP地址 IB 主机 A在本地网络中广播 ARP请求帧，请求帧的目的地址为广播地址（全 “1”）。ARP应答帧 直接发回 给发送 ARP请求的主机A 。 ARP应答帧包含以下 信息 ：应答主机的物理地址 PB；应答主机的 IP地址 IB ；请求主机的物理地址 PA；请求主机的 IP地址 IA利用从应答帧中得到的目的主机的物理地址 PB完成 IP数据报的帧封装，并将该帧发送给主 B。 这里需要 注意两点 ：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
5、 发送的。目的主机必须与源主机位于同一物理网络 。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。广播ARP请求不仅要耗费 带宽 ，而且使得本地网络中的每台主机都要 处理 该广播帧，或忽略或给出响应帧。 解决 ：为了使地址解析时的广播尽可能少，每台主机都维护一个名为 ARP高速缓存 的本地列表。 ARP高速缓存中含有 最近使用过的IP地址与物理地址的映射列表 。 ARP请求和应答方都把对方的地址映射存储在 ARP高速缓存中。 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，如果 ARP高速缓存中已经 存在 对应的映射表项，则目的主机的硬件地址可以从 ARP高速缓存中获得，主机可以立即发送 IP数据报。只有当 ARP高速缓存中 不存在 与该目的 IP地址对应的映射表项时，才广播 ARP请求。 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 。当主机收到一个 ARP请求帧或响应帧时，检查它的 ARP高速缓存，如果 ARP高速缓存中 不存在 对应的映射表项，则将 ARP请求帧或响应帧中的发送方的IP地址和物理地址 加入 到 ARP高速缓存中。
