ARP协议以及CRC校验

地址解析协议(ARP)

网络中每个主机都有一个唯一的物理地址(又称为硬件地址)进行标识。TCP/IP协议支持异构的物理网络连接，低层的差异由IP层屏蔽，即在IP层通过IP地址(由称逻辑地址)实现对主机的统一标识。换言之，IP层通过IP地址来标识IP地址来标识主机，而网络接口层通过MAC地址来标识主机。因此，MAC地址与IP地址之间有了一定的对应关系，只要网卡不变，主机的物理地址则不变，而IP地址可以变化。
地址解析协议ARP就是根据某主机得IP地址解析出其物理地址。它使得主机能够在只知道同一物理网络上(也可以是跨网)某个主机IP地址的情况下，获得该主机的物理地址。

ARP数据报

数据报格式

在下面举例说明用ARP请求和应答的时候，我们以 IP1，MAC1为源； IP2， MAC2为目的；求的就是MAC2；
硬件类型指的是链路层网络类型，1为以太网，协议类型指要转换的地址类型，op字段为1表示ARP请求，op字段为2表示ARP应答；

ARP发送请求数据报

当发送请求的时候，我们并不知道目的地址的MAC，所以是广播的ARP请求，所有的网卡都会抓取这个广播请求，然后与自己的IP地址进行比较，只有IP地址对应上的进行ARP请求处理，将IP地址转换为MAC地址，下次发送应答信号，其他的IP接收到与自己的IP进行比对以后丢弃它；
所以，我们已经能够转换出MAC2，然后需要给发送端返回一个应答信号，告诉发送端，我接收到，并且执行完了；

ARP发送应答数据报

ARP抓取主机mac地址

#!/bin/bashi=1count=0while [ $i -le 254 ]do    if [ $count -gt 20 ];then        count=0        sleep 2    fi    ping -c1 "192.168.138.$i" &    let i++    let count++done

每隔2秒对IP进行一次Ping；

CRC校验

1、CRC校验原理
CRC校验原理的根本思想就是先在发送的帧后面附加一个数(这个数就是用来校验的校验码，但是要注意，这里的数是二进制序列的)，生成一个新帧发送给接收端。当然这个数不是随便添加的，它要使所生成的新帧能与发送端和接收端共同选定某个特定数整除(这里采用的是模2除法)。到达接收端后，再把接收到的新帧模2除法，为在发送端发送数据帧之前就已通过附加一个数，做了“去余”处理（也就已经能整除了），所以结果应该是没有余数。如果有余数，则表明该帧在传输过程中出现了差错。
【说明】“模2除法”与“算术除法”类似，但它既不向上位借位，也不比较除数和被除数的相同位数值的大小，只要以相同位数进行相除即可。模2加法运算为：1+1=0，0+1=1，0+0=0，无进位，也无借位；模2减法运算为：1-1=0，0-1=1，1-0=1，0-0=0，也无进位，无借位。相当于二进制中的逻辑异或运算。也就是比较后，两者对应位相同则结果为“0”，不同则结果为“1”。如100101除以1110，结果得到商为11，余数为1，如图左图所示。如11×11=101，如右图所示。

具体来说，CRC校验原理就是以下几个步骤：
（1）先选择（可以随机选择，也可按标准选择，具体在后面介绍）一个用于在接收端进行校验时，对接收的帧进行除法运算的除数（是二进制比较特串，通常是以多项方式表示，所以CRC又称多项式编码方法，这个多项式也称之为“生成多项式”）。
（2）看所选定的除数二进制位数（假设为k位），然后在要发送的数据帧（假设为m位）后面加上k-1位“0”，然后以这个加了k-1个“0“的新帧（一共是m+k-1位）以“模2除法”方式除以上面这个除数，所得到的余数（也是二进制的比特串）就是该帧的CRC校验码，也称之为FCS（帧校验序列）。但要注意的是，余数的位数一定要是比除数位数只能少一位，哪怕前面位是0，甚至是全为0（附带好整除时）也都不能省略。
（3）再把这个校验码附加在原数据帧（就是m位的帧，注意不是在后面形成的m+k-1位的帧）后面，构建一个新帧发送到接收端；最后在接收端再把这个新帧以“模2除法”方式除以前面选择的除数，如果没有余数，则表明该帧在传输过程中没出错，否则出现了差错。
2、 CRC校验码的计算示例
由以上分析可知，既然除数是随机，或者按标准选定的，所以CRC校验的关键是如何求出余数，也就是校验码（CRC校验码）。
下面以一个例子来具体说明整个过程。现假设选择的CRC生成多项式为G（X） = X4 + X3 + 1，要求出二进制序列10110011的CRC校验码。下面是具体的计算过程：
（1）首先把生成多项式转换成二进制数，由G（X） = X4 + X3 + 1可以知道（，它一共是5位（总位数等于最高位的幂次加1，即4+1=5），然后根据多项式各项的含义（多项式只列出二进制值为1的位，也就是这个二进制的第4位、第3位、第0位的二进制均为1，其它位均为0）很快就可得到它的二进制比特串为11001。

（2）因为生成多项式的位数为5，根据前面的介绍，得知CRC校验码的位数为4（校验码的位数比生成多项式的位数少1）。因为原数据帧10110011，在它后面再加4个0，得到10110011**0000**，然后把这个数以“模2除法”方式除以生成多项式，得到的余数（即CRC码）为0100，如图所示。注意参考前面介绍的“模2除法”运算法则。

（3）把上步计算得到的CRC校验0100替换原始帧10110011**0000**后面的四个“0”，得到新帧10110011**0100**。再把这个新帧发送到接收端。
（4）当以上新帧到达接收端后，接收端会把这个新帧再用上面选定的除数11001以“模2除法”方式去除，验证余数是否为0，如果为0，则证明该帧数据在传输过程中没有出现差错，否则出现了差错。