電腦網路之IP協議族

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網際協議IP

與IP協議配套使用的還有三個協議：

位址解析通訊協定 ARP   (Address Resolution Protocol)

網際控制報文協議 ICMP  (Internet Control Message Protocol)

網際組管理協議 IGMP  (Internet Group Management Protocol)

將網路互相串連起來要使用一些中間裝置，中間裝置又稱為中間系統或中繼(relay)系統。根據中間裝置所在的層次，可以有以下幾種不同的中間裝置：

物理層中繼系統：轉寄站(repeater)。

資料連結層中繼系統：橋接器或橋接器(bridge)。

網路層中繼系統：路由器(router)。

橋接器和路由器的混合物：橋路器(brouter)。

網路層以上的中繼系統：網關(gateway)。  

IP資料報的格式

一個 IP 資料報由首部和資料兩部分組成。

首部的前一部分是固定長度，共 20 位元組，是所有 IP 資料報必須具有的。

在首部的固定部分的後面是一些可選欄位，其長度是可變的。

位址解析通訊協定ARP

不管網路層使用的是什麼協議，在實際網路的鏈路上傳送資料幀時，最終還是必須使用硬體地址。這就需要解決一個問題，如何根據一個機器的IP地址找出其對應的物理地址；或反過來，如何根據物理地址找到其對應的IP地址。位址解析通訊協定ARP與逆位址解析通訊協定RARP就是用來解決這樣的問題的。

每一個主機都設有一個 ARP 快取(ARPcache)，裡面有所在的區域網路上的各主機和路由器的 IP 位址到硬體地址的映射表，這個映射表還經常動態更新。

當主機 A 欲向本區域網路上的某個主機B 發送 IP 資料報時，就先在其 ARP 快取中查看有無主機 B 的 IP 位址。如有，就可查出其對應的硬體地址，再將此硬體地址寫入 MAC 幀，然後通過區域網路將該 MAC 幀發往此硬體地址。

如果查不到主機B的IP地址，主機A就會在本區域網路上廣播發送一個ARP請求分組，本區域網路上的所有主機都會收到此ARP請求分組，但是只有主機B會返回一個ARP響應分組，主機A收到後會寫入到映射表中。

網際控制報文協議ICMP

為了提高 IP 資料報交付成功的機會，在網際層使用了網際控制報文協議 ICMP (Internet ControlMessage Protocol)。ICMP 允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。

ICMP 不是高層協議，而是 IP 層的協議。ICMP 報文作為 IP 層資料報的資料，加上資料報的首部，組成 IP 資料報發送出去。  

 

ICMP 報文的種類有兩種，即 ICMP 差錯報告報文和 ICMP 詢問報文。

 

ICMP 差錯報告報文共有 5 種：

（1）終點不可達

（2）源點抑制(Sourcequench) 

（3）時間超過

（4）參數問題

（5）改變路由（重新導向）(Redirect) 

 

ICMP 詢問報文有兩種：

（1）回送請求和回答報文

（2）時間戳記請求和回答報文

 

ICMP的一個重要應用就是分組網間探測PING（Packet Intenet Groper），用來測試兩個主機之間的連通性。PING是應用程式層直接使用網路層ICMP的一個例子。它，沒有通過運輸層的TCP或UDP。

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