4、5章：分類互連網地址和ARP - 用TCP/IP進行網際互連

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      參考《用TCP/IP進行網際互連-卷一》第4章和第五章

第4章：分類網際網路地址

4.3 最初的分類編址方案

      TCP/IP互連網上的每台主機都分配了一個唯一的32位位元互連網地址，該地址用在與該主機的所有通訊中。

4.4 用地址指明網路連接

因為IP地址是對某個網路及該網路上的某台主機的編址，所以一個地址並非指明了某台電腦，而是指明了電腦到網路的某條串連。因此，一個串連著n個網路的路由器有幾個不同的IP地址，每個地址對應著一個網路連接。

 

4.5 網路地址和定向廣播位址

按照約定，主機號0從來不分配給某個單獨的主機，而主機號部分為0的IP地址被用來指向網路本身。

互連網地址可以用來指向某個主機，也可以用來指向網路，按照規定，主機號所有位元都為0的地址是保留給該網路本身的。主機號全由1組成的地址被保留用於定向廣播。

 

4.10 互連網編址中缺陷

如果一台主機從一個網路轉移到另一個網路，它的IP地址必須改變。

因為轉寄使用了IP地址的網路部分，所以在分組被發送到具有多個IP地址的主機時，分組傳送所採用的路徑與所使用的地址有關。

4.13 特殊地址約定小結

4.18 小結

    TCP/IP使用32位二進位地址作為通用的機器標識符，稱為網路通訊協定地址或IP地址，標識符可分成兩部分：首碼標識計算機所連到的網路，其餘部分為該網路上的計箅機提供了一個唯一的標識符。最初的IP編址方法稱為分類方法，每個首碼被分配為三個基本類之一。前置的位定義了地址所屬的類，各類的容量不同。分類方法提供了 127個串連上百萬台主機的網路，提供了幾千個串連上千台主機的網路，還提供了主機數量最多為254的上百萬個網路。為了易於理解，地址按點分十進位標記法書寫地址，把4個八位組的值寫成十進位數，每個數之間用小數點分開。

因為IP地址對網路表示以及該網路上特定主機的標識符進行了編碼，所以轉寄效率很高。地址的一個重要性質是它們指的是網路連接。有多個串連的主機有多個地址。互連網編址方法的一個優勢是，這種形式中包了特定主機、某個網路的地址或者某個網路上的所有主機（廣播）的地址。IP編址方法的最大缺陷是，如果某台機器有多個地址，當到某個待定介面的路徑不存在時（例如，特定網路無法使用）只知道這台機器的一個地址可能不足以到達它。

為了能夠在機器之間交換位元據,TCP/IP協議要求欄位內的整數採用了 一種標準位元組排序。主機在發送分組之前，必須把所有位元從內部格式轉換為網路標準位元組順序，並在接收到分組後再把它從網路標準位元組順序轉換成內部格式。

 

第5章：網際網路地址到物理地址的映射（ARP）

5.3 兩種類型的物理地址

固定的長地址（如乙太網路所用的地址）和易配置的短地址

 

5.5 通過動態綁定進行解析

通過位址解析通訊協定，即APP，主機只要知道同一物理網路上某個目的主機的IP地址，就可以找到該目的站的物理地址。

5.8 ARP的改進

每個ARP廣播分組中都包含發送方的IP到物理地址的綁定；接收方在處理ARP分組（對目標處理）之前，現在自己的緩衝中更新發送方IP到物理地址的映射。

 

5.9 ARP與其他協議之間關係

ARP是一個隱藏底層網路地址編址並允許給每台機器分配任意IP地址的底層協議，我們把ARP看成是底層物理網路系統中的一部分，而不是互連網系統中的一部分。

 

5.11 ARP的封裝與標識

ARP報文從一台機器到另一台機器時，必須把它放在物理幀中傳送

5.12 ARP格式

硬體類型（HARDWARE TYPE）欄位指明發送方想要知道的硬體介面類型；對於乙太網路，該欄位含有的值為1。協議類型（PROCOTL TYPE）欄位指明發送方提供的高層協議地址類型；對於IP地址，該欄位含有值為0800(16進位)。操作（OPEARTION）欄位指明是ARP請求(1)、ARP響應(2)、RARP請求(3)、RARP響應(4)。硬體地址長度（HLEN）欄位和協議地址長度（PLEN）欄位允許ARP在任意網路中應用，因為他們分別在指出了硬體地址和高層協議地址的長度。發送方如果知道自己的硬體地址和IP地址，則會在發送方硬體地址（SENDER HA）和發送方IP地址（SENDER IP）欄位中給出起硬體地址和IP地址。

 

5.15 小結

IP地址的分配與機器的物理硬體地址無關。

通過廣播ARP請求，一台機器可以使用ARP找到另一台機器的硬體地址，請求中包含了需找到其硬體地址的主機的IP地址。網路中的所有機器都會受到ARP請求，如果一台機器的IP地址和該請求匹配，則此機器發出一個包含所需硬體地址的回答來做出回應，回答是直接發給一台機器的，不是廣播發送的。

為了提高ARP的效率，每台機器都把IP地址到物理地址的綁定儲存到儲存在告訴緩衝中，因為互連網通訊量傾向於成對機器間的系列互動，所以緩衝排除了大多數的ARP廣播請求；提早確認可以消除抖動現象。

RARP是一種與ARP有關的舊協議它允許電腦在系統啟動時獲得一個IP地址。

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