参考《用TCP/IP进行网际互连-卷一》第4章和第五章
第4章:分类因特网地址
4.3 最初的分类编址方案
TCP/IP互联网上的每台主机都分配了一个唯一的32位比特互联网地址,该地址用在与该主机的所有通信中。
4.4 用地址指明网络连接
因为IP地址是对某个网络及该网络上的某台主机的编址,所以一个地址并非指明了某台计算机,而是指明了计算机到网络的某条连接。因此,一个连接着n个网络的路由器有几个不同的IP地址,每个地址对应着一个网络连接。
4.5 网络地址和定向广播地址
按照约定,主机号0从来不分配给某个单独的主机,而主机号部分为0的IP地址被用来指向网络本身。
互联网地址可以用来指向某个主机,也可以用来指向网络,按照规定,主机号所有比特都为0的地址是保留给该网络本身的。主机号全由1组成的地址被保留用于定向广播。
4.10 互联网编址中缺陷
如果一台主机从一个网络转移到另一个网络,它的IP地址必须改变。
因为转发使用了IP地址的网络部分,所以在分组被发送到具有多个IP地址的主机时,分组传送所采用的路径与所使用的地址有关。
4.13 特殊地址约定小结
4.18 小结
TCP/IP使用32位二进制地址作为通用的机器标识符,称为网络协议地址或IP地址,标识符可分成两部分:前缀标识计算机所连到的网络,其余部分为该网络上的计箅机提供了一个唯一的标识符。最初的IP编址方法称为分类方法,每个前缀被分配为三个基本类之一。前导的位定义了地址所属的类,各类的容量不同。分类方法提供了 127个连接上百万台主机的网络,提供了几千个连接上千台主机的网络,还提供了主机数量最多为254的上百万个网络。为了易于理解,地址按点分十进制表示法书写地址,把4个八位组的值写成十进制数,每个数之间用小数点分开。
因为IP地址对网络表示以及该网络上特定主机的标识符进行了编码,所以转发效率很高。地址的一个重要性质是它们指的是网络连接。有多个连接的主机有多个地址。互联网编址方法的一个优势是,这种形式中包了特定主机、某个网络的地址或者某个网络上的所有主机(广播)的地址。IP编址方法的最大缺陷是,如果某台机器有多个地址,当到某个待定接口的路径不存在时(例如,特定网络无法使用)只知道这台机器的一个地址可能不足以到达它。
为了能够在机器之间交换二进制数据,TCP/IP协议要求字段内的整数采用了 一种标准字节排序。主机在发送分组之前,必须把所有二进制数从内部格式转换为网络标准字节顺序,并在接收到分组后再把它从网络标准字节顺序转换成内部格式。
第5章:因特网地址到物理地址的映射(ARP)
5.3 两种类型的物理地址
固定的长地址(如以太网所用的地址)和易配置的短地址
5.5 通过动态绑定进行解析
通过地址解析协议,即APP,主机只要知道同一物理网络上某个目的主机的IP地址,就可以找到该目的站的物理地址。
5.8 ARP的改进
每个ARP广播分组中都包含发送方的IP到物理地址的绑定;接收方在处理ARP分组(对目标处理)之前,现在自己的缓存中更新发送方IP到物理地址的映射。
5.9 ARP与其他协议之间关系
ARP是一个隐藏底层网络地址编址并允许给每台机器分配任意IP地址的底层协议,我们把ARP看成是底层物理网络系统中的一部分,而不是互联网系统中的一部分。
5.11 ARP的封装与标识
ARP报文从一台机器到另一台机器时,必须把它放在物理帧中传送
5.12 ARP格式
硬件类型(HARDWARE TYPE)字段指明发送方想要知道的硬件接口类型;对于以太网,该字段含有的值为1。协议类型(PROCOTL TYPE)字段指明发送方提供的高层协议地址类型;对于IP地址,该字段含有值为0800(16进制)。操作(OPEARTION)字段指明是ARP请求(1)、ARP响应(2)、RARP请求(3)、RARP响应(4)。硬件地址长度(HLEN)字段和协议地址长度(PLEN)字段允许ARP在任意网络中应用,因为他们分别在指出了硬件地址和高层协议地址的长度。发送方如果知道自己的硬件地址和IP地址,则会在发送方硬件地址(SENDER
HA)和发送方IP地址(SENDER IP)字段中给出起硬件地址和IP地址。
5.15 小结
IP地址的分配与机器的物理硬件地址无关。
通过广播ARP请求,一台机器可以使用ARP找到另一台机器的硬件地址,请求中包含了需找到其硬件地址的主机的IP地址。网络中的所有机器都会受到ARP请求,如果一台机器的IP地址和该请求匹配,则此机器发出一个包含所需硬件地址的回答来做出回应,回答是直接发给一台机器的,不是广播发送的。
为了提高ARP的效率,每台机器都把IP地址到物理地址的绑定保存到保存在告诉缓存中,因为互联网通信量倾向于成对机器间的系列交互,所以缓存排除了大多数的ARP广播请求;提早确认可以消除抖动现象。
RARP是一种与ARP有关的旧协议它允许计算机在系统启动时获得一个IP地址。