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1、张建忠 徐敬东 编著 机械工业出版社 出版 ISBN：9787111305194,第7章 IP地址与ARP协议,为什么需要IP地址？,屏蔽各种物理网络的地址差异 每种物理网络都有各自的技术特点，其物理地址也各不相同 统一物理地址的表示方法不现实 互联网对各种物理网络地址的“统一”通过IP地址在IP层完成,IP地址的作用,指定计算机到互联网的一个连接 与互联网有多个物理连接的主机有多个IP地址 多个IP地址可绑定到一条物理连接上,互联网的层次结构,IP地址的组成,IP地址的长度为32位二进制数 网络号netid：标识互联网中一个特定网络 主机号hostid：标示网络中主机的一个特定连接,IP编制。
2、的特点,优点：IP编址方式携带了位置信息 给出IP地址就能知道它位于哪个网络 路由简单 缺点：主机在网络间移动，IP地址须跟随变化,IP地址的分类,IP地址分类的优越性,既能适应不同的网络规模又具有一定的灵活性,IP地址的点分十进制标记法,将4个字节的二进制数值转换成4个十进制数值 每个十进制数值小于等于255 4个十进制数值间用“.”隔开,点分十进制标记法举例,二进制IP地址： 用点分十进制表示法表示： 202.93.120.44,网络地址,构成：一个有效的网络号和一个全“0”的主机号 例：IP地址为202.93.120.44的主机所处的网络为202.93.120.0，主机号为44,广播地址。
3、,直接广播：主机向其他网络的所有节点广播信息 构成：一个有效的网络号和一个全“1”的主机号 例：202.93.120.255 发送直接广播前需要知道目的网络的网络号 有限广播：将广播限制在最小的范围内 标准的IP编址：广播将被限制在本网络之中 子网编址：广播被限制在本子网之中 构成：255.255.255.255 发送有限广播前不需要知道网络号,回送地址,回送地址：127.0.0.0 作用：网络软件测试和本地机器进程间通信 含有网络号127的数据报不可能出现在网络上,编址实例,IP分配需注意的问题,小型网络使用C类地址，中型网络使用B类地址，大型网络使用A类地址 主机 连接到同一网络中所有主机。
4、的IP地址共享同一netid 路由器 路由器可以连接多个物理网络 每个连接都拥有自己的IP地址 每个连接IP地址的netid应与这个网络的netid相同,子网编址,IP地址可适应不同的网络规模 个人电脑普及使小型网络(特别是小型局域网络)越来越多 浪费IP地址(即使采用C类地址) 子网编址：克服IP地址浪费,子网编址方法,IP地址具有层次结构：网络号和主机号 子网编址方法 将IP地址的主机号部分进一步划分成子网部分和主机部分 从主机号部分“借”位并把它们指定为子网号部分 在“借”用时必须给主机号部分剩余2位 在“借”用时至少要借用2位,子网编址方法举例,子网地址和子网广播地址,子网地址：以二进。
5、制全“0”结尾 子网直接广播地址：以二进制全“1”结尾 有限广播地址： 32比特全为“1”(广播被限制在本子网内) RFC规定二进制全“0”或全“1”的子网号不应分配给实际的子网(但在实际应用中可以分配),C类网络的子网划分,子网表示法子网掩码法,子网掩码采用32位二进制数值 与IP地址的网络号和子网号相对应的位用“1”表示 与IP地址的主机号相对应的位用“0”表示 结合IP地址和其子网掩码可以判断IP地址的网络号、子网号和主机号,子网掩码表示法举例(1),借用B类IP地址的8位表示子网 子网掩码：255.255.255.0 子网号：25,子网掩码表示法举例(2),借用B类IP地址的4位表示子。
6、网 子网掩码：255.255.240.0 子网号：1,子网表示法斜杠标记表示法,通过“IP地址/n”的方法表示，其中/n表示IP地址前n位为网络号和子网号 例如 IP：128.22.25.6、子网掩码：255.255.255.0 128.22.25.6/24 IP：128.22.25.6，子网掩码：255.255.240.0 128.22.25.6/20,无类别IP编址子网编址的延伸,无类别IP编址抛弃了分类IP地址的概念 通过 “网络前缀”指定网络号部分 无类别IP编址可使用掩码或斜杠标记法表示 无类别IP编址方式是一种通用的IP编址方式：分类IP编址、子网编址都可通过其表示 优点：可按照网。
7、络的规模分配和申请IP地址、能在一定程度上减少路由表表项，提高路由转发速度,例：将IP地址块202.113.48.0/20平均分给4个部门,地址解析协议,IP地址屏蔽物理网络地址的差异，为上层用户提供“统一”的地址形式 IP地址屏蔽物理网络地址差异通过在物理网络上覆盖一层IP软件实现 互联网不对物理地址做任何修改 高层软件利用IP地址指定源地址和目的地址 低层物理网络利用物理地址指定源地址和目的地址,IP地址映射到物理地址的实现方法,物理网络可以根据自身的特点选择适合的实现方法：静态表格、直接映射、动态映射等 以太网采用的方法：地址解析协议ARP ARP充分利用以太网的广播能力,ARP协议的基。
8、本思想,ARP协议的改进,高速缓存技术 主机使用cache保存已知的ARP表项 主机获得其他IP地址与物理地址映射关系后存入该cache 发送时先检索cache，若找不到再利用ARP解析 利用计时器保证cache中ARP表项的“新鲜性” 其他改进技术 收到ARP请求后,目的主机将源主机的IP地址与物理地址的映射关系存入自己cache中 广播发送的ARP请求，所有主机都会收到。这些主机可将该映射关系存入各自的cache 主机启动时可主动广播自己IP地址与物理地址的映射关系,完整的ARP工作过程,以太网中ARP的报文格式,ARP报文中各字段的意义,硬件类型：以太网接口类型为1 协议类型：IP协议类。
9、型为080016 操作：ARP请求为1，ARP应答为2 硬件地址长度：MAC地址长度为6B 协议地址长度：IP地址长度为4B 源MAC地址：发送方的MAC地址 源IP地址：发送方的IP地址 目的MAC地址：ARP请求中该字段没有意义；ARP响应中为接收方的MAC地址 目的IP地址：ARP请求中为请求解析的IP地址；ARP响应中为接收方的IP地址,ARP命令,功能：查看、添加和删除高速缓存区中的ARP表项 高速缓冲区中的ARP表项 动态表项：随时间推移自动添加和删除 静态表项：一直保留，直到人为删除或重新启动计算机 Windows中ARP表项的潜在生命周期：10分钟 新表项加入时定时器开始计时 。
10、表项添加后两分钟内没有被再次使用：删除 表项被再次使用：增加2分钟的生命周期 表项始终在使用：最长生命周期为10分钟,显示高速cache中的ARP表,添加和删除ARP表项,添加 命令：arp s inet_addr eth_addr 人为增加ARP表项一定要确保IP地址与MAC地址的对应关系是正确的 删除 命令：arp d inet_addr Inet_addr为“*”时删除所有表项,利用WinPcap获取IP-MAC的对应关系,获取本机网络接口的IP地址,例：获取本机网络接口的IP地址,获取本机网卡的MAC(1/2),NetBIOS编程接口与winsock的gethostbyname函数(获取的MAC地址和IP地址很难与WinPcap获取的设备接口名对应) pcap_findalldevs_ex可获取本机的网络接口设备列表 包含了本机所有网络接口和接口上绑定的IP地址 不包含接口的物理地址,获取本机网卡的MAC(2/2),获取本机网络接口和接口上绑定的IP地址 发送ARP请求，请求本机网络接口上绑定的IP地址与MAC地址的对应关系：本地主机模拟一个远端主机，发送一个ARP请求报文，该请求报文请求本机网络接口上绑定的IP地址与MAC地址的对应关系 捕获本机的ARP响应，获取本机网络接口的MAC地址,发送数据包,发送ARP请求的例子(1),发送ARP请求的例子(2),程序界面举例。
