网络知识:ARP转发原理

windows系统中ping命令常用选项:

-t 参数会一直不停的执行ping
-a 参数可以显示主机名称				
-l 参数可以设定ping包的大小			###在Linux系统下为:-s
–n 指定发送包的个数  									-c
–S 指定源IP去ping    									-I
跟踪路由路径命令:
WIN:	tracert IP/域名
Linux:	traceroute IP/域名

网络层的功能

  • 定义了基于IP协议的逻辑地址
  • 连接不同的媒介类型
  • 选择数据通过网络的最佳路径

IP数据包格式

在这里插入图片描述

版本字段:版本(Version):该字段包含的是IP的版本号,4bit。目前的IP的版本为4(即IPv4).

首部长度(Header
Length):该字段用于的表示IP数据包头长度,4bit。IP数据包头最短为20字节,但是其长度是可变的,具体长度取决于可选项字段的长度。

优先级与服务类型(Priority , Type of
Service):该字段用于表示数据包的优先级和服务类型,8bit。通过在数据包中划分一定的优先级,用于实现Qos(服务质量)的要求。

总长度(Total Length):该字段用以指示整个IP数据包的长度,16bit。最长的为65535字节,包括包头和上层数据。

标识符(Identification):该字段用以表示IP数据包的标识符,16bit。当IP对上层数据同一个数据进行分片,分配同一组编号,然后将这些编号放入标识符字段中,保证分片不会被错误的重组。

标志(Flags):标准字段,3bit。对当前的包不能进行分片,或当一个包被分片后,最后一个分片是否已发出。

段偏移量(Fragment Offset):该字段用于表示段偏移量,13bit。包含的信息是指在一个分片序列中如何将各分片重新连接起来。

TTL(Time to
live):用于表示IP数据包的生命周期,8bit。一个数据包每经过一个路由器,TTL将减去1.当值为0时,该数据包将被丢弃。可以防止数据包在网络中无线循环,造成网络拥堵。

协议号(Protocol):协议字段,8bit。用以指示带IP数据包中封装的是哪一种协议,是TCP还是UDP,TCP的协议号是6,UDP的是17.

首部校验和(Header Checksum):该字段用于表示校验和,16bit。用来校验数据有没有被改动过。

源IP地址(Source IP Address):该字段表示数据包的源地址,32bit。

目标IP地址(Destination IPAddress):该字段用于表示数据包的目的地址,32bit。

可选项(Options):可选项字段根据实际情况可变长,可以和IP一起使用的选项有多个。可选项后就是上层数据。

ARP工作原理:

  • 1.PC1想发送数据给PC2,会先检查自己的ARP缓存表。
  • 2.如果发现要查找的MAC地址不在表中,就会发送一个ARP请求广播,用于发现目的地的 MAC地址。 ARP请求消息中包括PC1的IP地址和MAC地址以及PC2的IP地址和目的MAC地址(此时为广播MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF)。
  • 3.交换机收到广播后做泛洪处理,除PC1外所有主机收到ARP请求消息,PC2以单播方式发送ARP应答,并在自己的ARP表中缓存PC1的 IP 地址和 MAC 地址的对应关系,而其他主机则丢弃这个ARP请求消息。
  • 4.PC1在自己的 ARP表中添加 PC2的 IP 地址和 MAC地址的对应关系,以单播方式与PC2通信。

windows系统中ARP命令:

arp -a    		###查看ARP缓存表
arp -d [IP]		###清除ARP缓存
arp -s IP MAC	###ARP静态绑定

如提示ARP项添加失败,解决方案:

a、用管理员模式:电脑左下角“开始”按钮右键,点击“Windows PowerShell(管理员)(A)” 或者 进入C盘windows\system32文件夹找到cmd.exe,右键“以管理员身份运行” 再执行arp -s命令

b、	(1)netsh interface ipv4 show neighbors 或者netsh i i show in <查看网卡接口序号/Idx>
	(2)netsh interface ipv4 set neighbors <接口序号> <IP> <MAC>
	
解除静态绑定
netsh -c i i delete neighbors 'Idx'

动态学习到的ARP的老化时间是120s,并且静态绑定的ARP条目在计算机关机或重启后会消失。


华为系统中的ARP命令
[Huawei]dis mac-address 			###查看mac 地址信息

[Huawei]arp static <IP> <MAC>		###绑定ARP

[Huawei]undo arp static <IP> <MAC>	###解绑定
<Huawei>reset arp all 				###清除mac地址表

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