计算机网络概述计算机网络概述 (20).ppt

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1、4.2.2 IP地址与硬件地址 IP 地址及其表示方法 IP 地址是全世界范围唯一的32位标识符10000000000010110000001100011111 机器中存放的 IP 地址是 32 位 二进制代码10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 位插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性128.11.3.31 128 11 3 31 将每 8 位的二进制数转换为十进制数分类的 IP 地址 IP地址由两个固定长度的字段组成，分别是网络号net-id和主机号host-id。,net-id24 位host-id24 位net-id1

2、6 位net-id8 位0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址011host-id8 位01物理地址n用于数据链路层标识主机接口，也称mac地址；长度为48位，通常以十六进制按字节表示，以-或:进行分隔。n物理地址分为两个等长的字段：n高位24位由IEEE的注册管理机构分配给不同厂家，称为厂商代码；n低位24位由各厂家自行分配给生产的网络适配器，称为设备代码或扩展标识符。IP地址与mac地址长度mac地址 2C-60-0C-F5-80-86IP地址 10.1.92.153 00101100 01100000 00000110 11110101 10000000 10000110

3、0001010 00000001 01011100 10011001IP地址与mac地址存储硬件地址至局域网适配器（网卡）串行通信CPU 和存储器生成发送的数据处理收到的数据把帧发送到局域网从局域网接收帧计算机IP 地址并行通信IP 地址与mac地址应用TCP 报文IP 数据报MAC 帧应用层数据首部首部尾部首部 数据链路层使用硬件地址硬件地址网络层及以上 使用 IP 地址IP 地址Mac over everything？nmac地址分配是依据生产厂商；IP地址分配是依据网络拓扑结构。n全球网络范围上进行硬件地址查找-定位不可行。n连接到Internet的主机都拥有全球唯一的 IP 地址，它们

4、之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便。使用IP地址通信可以屏蔽下层细节，在抽象的网络层上讨论问题。HA1HA5HA4HA3HA6主机 H1主机 H2路由器 R1路由器 R2HA2IP1IP2局域网局域网局域网数据传送查找路由表查找路由表IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机 H1主机 H2R1IP2IP4IP3IP5R2从协议栈看数据传送IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机 H1主机 H2R1IP2IP4IP3IP5R2从网络层看数据传送 IP1 IP2 IP1 IP2 IP1 IP2IP1IP2 表示从源地址 IP1 到目的地址 IP2 路由器的 IP

5、地址并不出现在 IP 数据报的首部中路由器根据目的 IP 地址的网络号部分进行转发 IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机 H1主机 H2R1MAC 帧IP2IP4IP3IP5R2从 HA1 到 HA3从 HA4 到 HA5从 HA6 到 HA2MAC 帧MAC 帧从数据链路层看数据传送数据链路层只能看见 mac 地址，看不见 IP 地址。源mac地址和目的mac地址一直在发生变化。IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机 H1主机 H2R1MAC 帧IP2IP4IP3IP5R2从 HA1 到 HA3从 HA4 到 HA5从 HA6 到 HA2MAC 帧MAC 帧IP

6、地址与mac地址 IP1 IP2 IP1 IP2 IP1 IP2网络层使用的是IP地址，但在网络内的链路上传送数据帧时，使用的是mac地址。IP地址与mac地址不存在直接对应关系。如何将IP地址映射为mac地址？ARP和RARP协议 IP 地址物理地址ARP物理地址IP 地址RARPn每台主机都设有 ARP 高速缓存(ARP cache)，存储本局域网上的各主机和路由器的 IP 地址和mac地址的映射表。n如何查看？arp-aARP工作流程n当主机 A 向局域网中另一主机 B 发送数据时，首先在自己的ARP 缓存中查看有没有主机 B 的 IP 地址。n有，查出其对应的mac地址，将此硬件地址写

7、入 MAC 帧首部的目的地址，并通过数据链路层将该 MAC 帧发往该mac地址。n没有，怎么办？ARP抓包分析ARP查询AYXBZARP 请求ARP 请求ARP 请求IP：209.0.0.5IP：209.0.0.6mac：2c-60-0c-f5-80-86我是209.0.0.5，硬件地址是2c-60-0c-f5-80-86我想知道主机209.0.0.6的硬件地址mac：？ARP抓包分析ARP应答AYXBZARP 应答IP：209.0.0.5IP：209.0.0.6mac：2c-60-0c-f5-80-86我是209.0.0.6 我的硬件地址是00-11-11-00-8f-5emac：00-11

8、-11-00-8f-5eARP的工作流程nARP 解决的是局域网中IP 地址和mac地址映射问题。n如果目的主机和源主机不在同一局域网上？（1）只需通过 ARP 找到本局域网上的路由器的mac地址，然后把分组发送给这个路由器。（2）路由器将把分组转发给相邻网络。（3）相邻网络重复以上两步，直到到达目的地。ARP 协议小心机n为了减少网络上的通信量，主机A在发送其 ARP请求分组时，就将自己的IP地址到硬件地址的映射写入 ARP 请求分组。当主机B收到A的ARP请求分组时，就将主机A的这一地址映射写入自己的ARP高速缓存中。这样，主机B以后向A发送数据报时就方便了。n从IP地址到mac地址的解析是自动进行的，用户感知不到地址解析过程。只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知 IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该 IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址。