计算机网络 王道考研2021 第四章：网络层 -- 发送数据的过程ARP协议网关DHCP协议静态配置 / 动态配置ICMP协议（包含ping网络TTL）组播

Posted 2021-12-22 CodeJiao

1. 发送数据的过程

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1.1 数据接收方在同一个网络/网段

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1.1.1 当前主机APR高速缓存里面有目的主机IP地址和MAC地址的映射

补充APR：

对于每一个主机和路由器，都会有一个ARP高速缓存，里面存的是IP地址与MAC地址的映射。

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1.1.2 当前主机APR高速缓存里面没有目的主机IP地址和MAC地址的映射

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1.2 数据接收方不在同一个网络/网段

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2. 地址解析协议(ARP)

ARP工作在网络层，其工作原理如下：主机A欲向本局域网上的某台主机B发送P数据报时，先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的P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。如果没有，那么就通过使用目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的帧来封装并广播ARP请求分组，使同一个局域网里的所有主机收到ARP请求。主机B收到该ARP请求后，向主机A发出响应ARP分组，分组中包含主机B的P与MAC地址的映射关系，主机A在收到后将此映射写入ARP缓存，然后按查询到的硬件地址发送MAC帧。ARP由于“看到了”IP地址，所以它工作在网络层，而NAT路由器由于“看到了”端口，所以它工作在传输层。

例题：

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3. 网关

一个网络（局域网）内所有的主机跟外网进行通信的关口，通常指的是路由器的一个接口的IP地址。只有通过这个IP地址，才可以与外网进行通信。

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4. 动态主机配置协议(DHCP)

动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP
常用于给主机动态地分配IP 地址，它提供了即插即用联网的机制，这种机制允许一台计
算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。DHCP是应用层协议,它是基于UDP的。

DHCP 的工作原理如下:使用客户/服务器方式。需要P地址的主机在启动时就向 DHCP 服
务器广播发送发现报文，这时该主机就成为DHCP客户。本地网络上所有主机都能收到此
广播报文，但只有DHCP服务器才回答此广播报文。DHCP 服务器先在其数据库中查找该计
算机的配置信息。若找到，则返回找到的信息。若找不到，则从服务器的IP地址池中取
一个地址分配给该计算机。DHCP服务器的回答报文称为提供报文。

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4.1 主机如何获得IP地址?（静态配置 / 动态配置）

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4.2 DHCP协议

DHCP协议是应用层的协议

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5. 网际控制报文协议（ICMP）

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5.1 TCP/IP协议栈

为了提高IP数据报交付成功的机会，在网络层使用了网际控制报文协议（Internet ControlMessage Protocol，ICMP）来让主机或路由器报告差错和异常情况。ICMP报文作为P层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP数据报发送出去。ICMP是IP层协议。

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5.2 网际控制报文协议（ICMP）

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5.3 ICMP差错报告报文(5种)

源点抑制现在已经取消使用了。

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5.4 ICMP差错报告报文数据字段

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5.5 不应发送ICMP差错报文的情况（组播）

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5.6 ICMP询问报文

测试目的站是否可达以及了解其相关状态的应用就是ping网络。

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5.7 ICMP的应用（ping/traceroute）

traceroute原理：

源主机发送一连串的数据报，他们的差别是TTL不同，TTL遇到一个路由器就会-1，让TTL为0时，路由器会给源主机发送一个ICMP差错报文。这样就可以实现追踪功能。

实例：ping百度官网

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