TCP IP協議學習(2) IP協議 ARP協議

2021-07-24 13:17:41 字數 1703 閱讀 7909

arp協議用來尋找目標主機的ethennet網絡卡和mac位址,ip用來承載要傳送的訊息。

1.ip協議

ip協議是tcp/ip協議的核心,所有的tcp,udp,imcp,igcp的資料都以ip資料格式傳輸。

要注意的是ip協議沒有提供一種資料未傳達以後的處理機制,這被認為是上層協議--tcp或udp要做的事情所有的tcp,udp,imcp,igcp的資料都以ip資料格式傳輸。

1.1 ip協議頭

重點關注的是那八位的ttl欄位,還記得這個欄位是做什麼的麼?這個字段規定該資料報在穿過多少個路由之後才會被拋棄(這裡就體現出來ip協議包的不可靠性,它不保證資料被送達)。

某個ip資料報每穿過乙個路由器,該資料報的ttl數值就會減少1,當該資料報的ttl成為零,它就會被自動拋棄。這個欄位的最大值也就是255,也就是說乙個協議包也就在路由器裡面穿行255次就會被拋棄了,根據系統的不同,這個數字也不一樣,一般是32或者是64,tracerouter這個工具就是用這個原理工作的,tranceroute的-m選項要求最大值是255,也就是因為這個ttl在ip協議裡面只有8bit。

1.2 ip路由選擇

當乙個ip資料報準備好了的時候,ip資料報(或者說是路由器)是如何將資料報送到目的地的呢?它是怎麼選擇乙個合適的路徑來」送貨」的呢?最特殊的情況是目的主機和主機直連,那麼主機根本不用尋找路由,直接把資料傳遞過去就可以了。至於是怎麼直接傳遞的,這就要靠arp協議了。

稍微一般一點的情況是,主機通過若干個路由器(router)和目的主機連線。那麼路由器就要通過ip包的資訊來為ip包尋找到乙個合適的目標來進行傳遞,比如合適的主機,或者合適的路由。路由器或者主機將會用如下的方式來處理某乙個ip資料報:

如果ip資料報的ttl(生命週期)已到,則該ip資料報就被拋棄。

搜尋路由表,優先搜尋匹配主機,如果能找到和ip位址完全一致的目標主機,則將該包發向目標主機

搜尋路由表,如果匹配主機失敗,則匹配同子網的路由器,這需要「子網掩碼」的協助。如果找到路由器,則將該包發向路由器。

搜尋路由表,如果匹配同子網路由器失敗,則匹配同網號路由器,如果找到路由器,則將該包發向路由器。

搜尋路由表,如果以上都失敗了,就搜尋預設路由,如果預設路由存在,則發包

如果都失敗了,就丟掉這個包。

總結:這再一次證明了,ip包是不可靠的。因為它不保證送達。

2.arp協議

還記得資料鏈路層的乙太網的協議中,每乙個資料報都有乙個mac位址頭麼?我們知道每一塊乙太網卡都有乙個mac位址,這個位址是唯一的,那麼ip包是如何知道這個mac位址的?這就是arp協議的工作。

arp(位址解析協議) 是一種解析協議,本來主機是完全不知道這個ip對應的是哪個主機的哪個介面,當主機要傳送乙個ip包的時候,會首先查一下自己的arp快取記憶體(就是乙個ip-mac位址對應表快取);

如果查詢的ip-mac值對不存在,那麼主機就向網路傳送乙個arp協議廣播包,這個廣播包裡面就有待查詢的ip位址,而直接收到這份廣播的包的所有主機都會查詢自己的ip位址,如果收到廣播包的某乙個主機發現自己符合條件,那麼就準備好乙個包含自己的mac位址的arp包傳送給傳送arp廣播的主機,而廣播主機拿到arp包後會更新自己的arp快取(就是存放ip-mac對應表的地方)。傳送廣播的主機就會用新的arp快取資料準備好資料鏈路層的的資料報傳送工作。

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