数据链路层中存在的报文ip,arp,rarp

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IP数据报

ARP请求/应答报

RARP请求/应答报

IP数据报

数据链路层中存在的报文ip,arp,rarp,网络,服务器,linux

这里的目的地址和源地址是MAC地址。

这个被称为 MAC 地址,是一个网卡的物理地址,用十六进制,6 个 byte 表示。

MAC 地址是一个很容易让人误解的地址。因为 MAC 地址号称全球唯一,不会存在有相同 MAC 地址的网卡。这就很容易让我们想,既然全球唯一,那网络通信直接用 MAC 地址不行吗?为什么要加个 IP 地址,多封装一层,再去通信呢?

当然是不行的。我们想把一个网络包从一个地方传到另一个地方,除了有确定的地址外,还需要有定位功能。就像你去广州找博主一样,我只告诉你我的身份证号,你能在广州找到我吗?这种寻找无异于大海捞针。但是如果我告诉你我的详细地址,你就可以直接通过导航找到对应的地址,然后再找到我。

IP 地址在一定程度上就承担了详细地址这种远程地位的功能。MAC 地址更像是身份证号,是一个唯一的标识。它的唯一性设计是为了组网的时候,不同的网卡放在一个网络里面,不用担心冲突。

当然,MAC 地址也有一定的定位功能。就像你来到了博主所在的办公室,你可以在办公室喊身份证号是 XXX 的是哪位?博主听到了,就会站起来回答你。但是如果你在博主听不到的地方喊,那肯定不会有人应你。这就说明,MAC 地址的通信范围比较小,仅仅局限在一个子网内。

网络协议 2 - IP 地址和 MAC 地址 - 知乎 (zhihu.com)

但是我知道这个房间的所有人的身份证号(ip),但是我并不知道对应的身份证到底是谁(mac),这个时候我就需要在这房间(局域网)内,广播找到对应身份证的人。

这就需要ARP报协助ip数据报寻觅ip对应的mac。

ARP请求/响应报

数据链路层中存在的报文ip,arp,rarp,网络,服务器,linux

在每一次通信的时候我们都需要找到下一跳路由的mac地址,才能将其报文传送出去,为什么不能直接和远程主机直接通信呢?你搁哪洲际导弹呢?

所以在网络包发送前都需要先发送ARP请求报文找到下一跳的mac地址。A主机需要B主机/路由器,根据路由表找到对应的ip号发送arp请求报文,这个报文属于广播报文,所有主机都会接收到,并且处理报文。

流程

数据链路层中存在的报文ip,arp,rarp,网络,服务器,linux

 这是报文会被所有的主机接收到,因为arp报文的目的mac地址是0xffffffffff,所有的主机都意识到,这是个广播报文,然后接收查看帧类型,决定交给网络层还是arp处理方式。

数据链路层中存在的报文ip,arp,rarp,网络,服务器,linux

确定是arp包,然后先查看op确定包类型,op字段为1表示ARP请求,op字段为2表示ARP应答,

如果是请求,则再去查看目的ip是否是给我发的,是则构建响应arp报文,进行响应,不是则丢弃

如果是响应,直接获取响应arp报文的源mac地址,构建对应的ip数据报。

为什么不直接看ip呢?

因为解耦,所以arp层并不知道mac层是这么收获的报文,所以先查看arp的op项,先查看op,为1是申请报文,再去查看目的端ip查看是否向我申请的报文。为2是应答报文,无需查看目的端ip,因为是对我一对一的,直接查看发送端mac地址。因为如果直接看目的ip就算是给我的,也得再看op是应答arp还是申请arp才能后后续操作。

每次发送ip报都需要arp吗?并不是的,主机和路由器会短期存储mac和ip的映射关系,后续如果再一次访问对应ip,先查看自己的arp映射表是否有该ip的映射mac,然后再决定下一步。外面的arp请求报发送给对方时候,对方也会建立源ip和源mac的映射,需要mac发送ip报的主机,接收到arp响应报,也会条件映射关系到arp映射表中。

为何不将映射关系永久呢?注意当今的ip为动态分配,你的手机链接路由器wifi的情况下,路由器给你分配的IP地址前一次和后一次是不一样的,如果永久映射了,如果A主机换一个地方链接网络,会直接使用对应的arp表中的路由地址,在当前局域网是找不到对应的mac地址路由器的,导致了A主机无法上网。

RARP请求/响应报

这个是与ip反过来的,发出mac地址获取ip地址,这个mac和ip是本机地址,一般是嵌入式设备入网时使用的,如果存在这样的设备,我们就需要架设RARP服务器(个人电脑直接链接设备,也是可以为其指定ip地址,但是使用DHCP自动分配的ip地址,有时会遇到无法知道所分配的ip是多少的情况)。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-741611.html

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