4、5章：分类互联网地址和ARP - 用TCP/IP进行网际互连

      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。