地址映射、差错报告和多播

地址映射

• 逻辑地址与物理地址的转换

ARP（地址解析协议）

• 动态映射
• 特点
  • 请求报文是广播发送
  • 回答报文是单播发送
• 过程
  • 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表
  • 当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址
  • 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主机 B 自己的 ARP 高速缓存中
• 代理 ARP
  • 每当运行代理ARP的路由器接收到一个寻找这些主机中的主机的IP地址的ARP请求时，路由器就发送一个ARP回答，宣布它自己的硬件地址
  • 路由器收到真正的IP分组后，它就将这个分组发送给相应的主机或路由器

ICMP(因特网控制报文协议)

• 特点
  • IP层的协议，作为 IP 层数据报的数据
  • 为了提高 IP 数据报交付成功的机会

• 类型
  • 差错报告报文
    • 接收对象始终为发送方

    • 类型

      	终点不可达	源站抑制	时间超过	参数问题	改变路由（重定向）
      发送对象	路由器或主机	路由器或主机	路由器	路由器或目的主机	路由器
      说明	数据不能交付	发送方发送流量过大	重新向发送方请求（TTL=0）	重新向发送方请求（首部中有的字段的值不正确）	路由器把改变路由报文发送给主机

    • 特点
      • 对于携带ICMP差错报文的数据报，不再产生ICMP差错报文。
      • 对于分段的数据报文，如果不是第一个分段则不产生ICMP 差错报文。
      • 对于多播地址的数据报文，不产生ICMP 差错报文。
      • 具有特殊地址的数据报文，如127.0.0.0或者0.0.0.0，不产生ICMP差错报文。
  • 询问报文

    • 类型

      回送请求
      回答报文	时间戳请求
      回答报文	掩码地址请求
      回答报文	路由器询问
      通告报文
      PING

IGMP(因特网组管理协议)

• 特点
  • 在IP主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系
  • IGMP不包括组播路由器之间的组成员关系信息的传播与维护
  • 参与组播的主机必须实现 IGMP
  • 动态组成员
• 周期：两个阶段
  • 第一阶段：建立关系
    • 主机A向多播组的多播地址发送IGMP报文，多播路由器接收，将组成员关系转发给因特网上的其他多播路由器
  • 第二阶段
    • 多播路由器向组成员发送询问
      • 若某个组有一个主机响应，则该组仍是活跃的
      • 但一个组在经过几次的探询后仍然没有一个主机响应，则该组已消亡
• 延迟响应策略
  • 避免不必要的通信

D 类 IP 地址 与以太网多播地址的映射关系

• 多播物理地址范围：01: 00: 5E: 00: 00: 00—01: 00: 5E: 7F: FF: FF
• Example
  • 将多播IP地址 230.43.14.7 转换成以太网多播物理地址
  • 可用2个步骤来完成:
    1. 我们用十六进制写出IP地址的最右23位。这可将最右边3个字节变换成十六进制，然后如果最左边的数字大于或等于8，则将该数减去8。在本例中，其结果是 2B: 0E: 07。
    2. 将第一步所得的结果加到开始的以太网多播地址01: 00: 5E: 00: 00: 00，其结果是 01: 00: 5E: 2B: 0E: 07

客户机/服务器应用程序

• BOOTP
  • 静态配置协议
• DHCP
  • 动态配置协议