网络层之ARP协议、DHCP协议和ICMP协议_arp、dhcp 和 icmp

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一、ARP协议

1、发送数据的过程

ARP高速缓存：(IP地址与MAC地址的映射)

在数据链路层会有一个ARP请求分组

此时返回一个MAC3，并封装FCS。

2、ARP协议概述

由于在实际网络的链路上传送数据帧时，最终必须使用MAC地址。

ARP协议:完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射。（解决下一跳走哪的问题）

ARP协议使用过程:
检查ARP高速缓存，有对应表项则写入MAC帧，没有则用目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的帧封装并广播ARP请求分组，同一局域网中所有主机都能收到该请求。目的主机收到请求后就会向源主机单播一个ARP响应分组，源主机收到后将此映射写入ARP缓存（10-20min更新一次）。

ARP协议4种典型情况:

• 1.主机A发给本网络上的主机B:用ARP找到主机B的硬件地址;
• 2.主机A发给另一网络上的主机B:用ARP找到本网络上一个路由器（网关）的硬件地址;
• 3.路由器发给本网络的主机A:用ARP找到主机A的硬件地址;
• 4.路由器发给另一网络的主机B:用ARP找到本网络上的一个路由器的硬件地址。

例题：

主机发送IP数据报给主机B，经过了5个路由器，请问此过程总共使用了几次ARP协议?

解答：
六次

二、DHCP协议

1、DHCP协议简介

动态主机配置协议DHCP是应用层协议，使用客户/服务器方式，客户端和服务端通过广播方式进行交互，基于UDP。DHCP提供即插即用联网的机制，主机可以从服务器动态获取IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器名称与IP地址，允许地址重用，支持移动用户加入网络，支持在用地址续租。

2、DHCP协议流程

1.主机广播DHCP发现报文——“有没有DHCP服务器呀?”试图找到网络中的服务器，服务器获得一个IP地址。

2.DHCP服务器广播DHCP提供报文——“有!”“有!”“有!”服务器拟分配给主机一个IP地址及相关配置，先到先得。

3.主机广播DHCP请求报文——“我用你给我的IP地址啦?”主机向服务器请求提供IP地址。

4.DHCP服务器广播DHCP确认报文——“用吧!”正式将IP地址分配给主机。

三、ICMP协议

ICMP协议作用：为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会。

ICMP协议支持主机或路由器:

• 差错（或异常）报告
• 网络探询

对于出错处理，我们不能直接丢弃，需要发送ICMP报文。

• ICMP差错股文
• ICMP询问报文

1、ICMP差错报告报文 (5种）

• 1.终点不可达:当路由器或主机不能交付数据报时就向源点发送终点不可达报文。（无法交付）
• ⒉源点抑制:当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源点发送源点抑制报文，使源点知道应当把数据报的发送速率放慢。（拥塞丢数据）（不再使用了）
• 3.时间超过:当路由器收到生存时间TTL=0的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向源点发送时间超过报文。当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时,就把已收到的数据报片都丢弃，并向源点发送时间超过报文。（TTL=0）
• 4.参数问题:当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有的字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源点发送参数问题报文。（首部字段有问题）
• 5.改变路由（重定向)︰路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器(可通过更好的路由）。（值得更好的路由）

2、ICMP差错报告报文数据字段

3、不应发送ICMP差错报文的情况

• 1.对ICMP差错报告报文不再发送ICMP差错报告报文。
• 2.对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文。
• 3.对具有组播地址的数据报都不发送ICMP差错报告报文。
• 4.对具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报不发送ICMP差错报告报文。

4、ICMP询问报文

• 1.回送请求和回答报文：主机或路由器向特定目的主机发出的询问，收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。测试目的站是否可达以及了解其相关状态。
• 2时间戳请求和回答报文︰请某个主机或路由器回答当前的日期和时间。用来进行时钟同步和测量时间。
• 3.掩码地址请求和回答报文（不再使用了）
• 4.路由器询问和通告报文（不再使用了）

5、ICMP的应用

• 测试两个主机之间的连通性，使用了ICMP回送请求和回答报文。
• 跟踪一个分组从源点到终点的路径，使用了ICMP时间超过差错报告报文。

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总结

以上就是网络层之ARP协议、DHCP协议和ICMP协议的相关知识点，希望对你有所帮助。
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