地址解析协议ARP

• 地址解析协议ARP：IP查询MAC地址，询问/回答机制。ARP缓存表、ARP欺骗、ARP病毒、代理ARP、反向RARP
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  ARP工作原理

• 如果主机A向主机B发送数据，首先发送端主机（主机A）检查自己的ARP缓存列表中是否有接收端主机信息，这个列表的==生存周期为300s==，如没有则广播发送ARP request(内容包括主机A的地址、MAC地址),接收端主机（主机B）返回ARP response单播（内容包括主机B的IP地址、MAC地址、主机A的IP地址、MAC地址）并将发送端主机（主机A）的IP和MAC映射关系缓存，而发送端主机（主机A）收到ARP response后更新其ARP缓存表，并发送数据。

ARP缓存表

• 每台主机或路由都维护一个ARP缓存，缓存中含有最近使
  用过的|P地址与物理地址的映射列表。
• ARP缓存的使用过程
  • 主机发送叩数据报需要获取目的主机的物理地址时，首先检查它的ARP缓存，如果ARP缓存中已经存在对应的映射表项，就可以直接从缓存中获取目的主机的物理地址
  • 只有当ARP缓存中不存在对应的映射表项时，才广播ARP请求。
• 命令：
  • 开始————>运行————>cmd
  • 输入 arp -a或-s/-d等————>回车
  • -a是解析，-s是绑定，-d是删除

代理ARP

• 有路由器充当第三方代理，进行ARP请求/回答
• ARP协议的一个变种
• 代理ARP(ProxyARP）代表一组主机或一个子网实现ARP

• 当运行代理P的路由器收到子网1中某一主机查找子网2（被代理子网）中某一主机的|P地址的ARP请求，该路由器代表子网2回送ARP应答。达到隐藏子网的目的。

反向地址解析协议RARP

• 用MAC查找IP，常用于无盘工作站，设备没有硬盘，无法记录IP，刚启动时发送一个广播，用MAC去获取IP。需要一台RARP服务器，记录MAC与IP的对应关系

ARP欺骗与ARP病毒

• 假设向某一台主机发送伪装应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。例如，网管软件获取全网MAC地址。病毒伪装网关MAC收集信息

内部路由协议RIP

• 网络层路由协议：选择转发数据路径
• 路由协议
  • 静态路由协议（手动设置）
  • 动态路由协议 (自动配置)
    • 内部网关协议（RIP）
      • 链路状态路由算法（OSPF）
      • 距离矢量路由算法
        • RIP
        • RIPv2
        • IGRP （国内几乎不用）
      • 增强型路由算法
        • EIGRP （国内几乎不用）
    • 外部网关协议（EGP）
      • EIG
      • BGP

路由信息协议RIP

• 距离矢量算法：
  • 计算跳数，最大15跳，==16跳不可达==
  • 30s更新、180s不存在、240s删除
    • 一个更新周期30s,==更新、不存在、删除——口诀“168”==
• 支持等费用负载均衡和链路冗余，使用UDP的520端口
  • 负载均衡 ：类似于高速公路的分流措施，把数据看成车流，传输的数据要平均分配到每条路径中
  • 链路冗余：有一个数据流，两个路径，数据只走一条路径，就产生链路冗余
  • 等费用，没条路径上的开销要相同，即设备和到达时间的开销

RIP的两个版本

• RIP适用于小型网络

RIP防止环路的方法

1. 最大跳数：当一个路由条目发送出去会自加1跳，跳数最大为16跳，意味着不可达
2. 水平分割：一条路由信息不回发送给信息的来源
3. 反向毒化的水平分割：把从邻居学习到的路由信息设为16跳，再发送给那个邻居，更加安全
4. 抑制定时器和 触发更新也可以防止环路

内部路由协议OSPF

什么是OSPF？

• 开放最短路径优先协议OSPF，链路状态算法，包括：连通、距离、时延、带宽等状态。==Dijkstra的SPF算法==。触发更新、分层路由，==支持大型网络==

OSPF区域类型

• 主干区域（32位）
  • Area 0.0.0.0或Area 0表示

OSPF网络类型

OSPF路由器分类

• BR（骨干）
• IR
• ABR

• ASBR

OSPF五种报文类型

• Hello报文
  • 默认10s（30s）更新一次，40s失效，目的地址是224.0.0.5所有路由器。用于发现建立邻居、还用于选出区域内的指定路由器DR和备份指定路由器BDR
  • 10s是在点对点网络中
  • 30s是在广播网络中，更新太频繁容易导致网络抖动

外部网关协议BGP

什么是BGP？

• BGP，边界网关协议。是外部网关协议，存在于不同自治系统AS之间。寻找较好的路由策略
• 通过TCP的179端口建立连接
• 支持VLSM和CIDR，是一种路径矢量协议
• 目前最新版本BGP4，BGP4+支持IPV6

BGP的四种报文

• Open建立邻居，keepalive周期性探测邻居存活
• 每个自治系统都要选择至少一个路由器作为该自治系统的“BGP发言人”。增量更新、支持认证。可靠传输、防止环路。自治通信、策略选路。支持无类、支持聚合

域名与地址

域名系统DNS

• 域名系统DNS (DomainNameSystem）是Internet上解决网上机器命名的一种系统，==采用C/S模式服务==。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。
• 域名系统==使用TCP和UDP端口53==，==对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符==。

名称解析方法

• Hosts表 ：是一个没有扩展名的文本文件。其中存放一些常用的主机域名和其对应的IP地址映
  射，文件中每一行对应一个条目。
• NIS系统 ：由sun公司开发的域名系统。用于中小型系统。
• DNS系统 ：规定域名中的标号由英文字母和数字组合而成，每个标号不能超过63个字符，为方便记忆一般不超过12个字符。

DNS查询过程

1. 本地解析 ：客户机平时查询得到的DNS记录均保存在本地DNS缓存中，当有进程提出DNS查询时，DNS客户端先使用本地缓存的信息来解析，如果可以解析则直接应答查询而不必向DNS服务器查询。==本地解析有两个来源：Hosts表和DNS缓存==。
2. 直接解析 ：如果本地解析不能找到DNS信息，则客户端向其所设定的DNS服务器发出查询请求，服务器收到请求后先检查本地配置区域中是否有所需查询信息，如果有则作出应答，如果没有，服务器则检能否通过其缓存的查询信息来解析，如果有则作出应答。
3. 递归解析 ：如果DNS服务器不能解析该查询信息，则服务器向上级DNS服务器查询，直到查询到该信息为止。（服务器默认配置）
4. 迭代解析 ：如果DNS服务器不能解析该查询信息，服务器不会向上级DNS服务器查询该信息，而是将上级DNS服务器地址告诉给客户端，有客户端向上级DNS服务器查询该信息

DNS对象类型与资源记录：

• A ：列出域名到IP地址的映射。
• PTR ：将地址转换为域名。
• NS ：指明区域中的所有域名服务器(包括主域名服务器和辅助域名服务器)
• MX ：邮件交换。
• CNAME ：允许多个域名指向同一台服务器。
• SOA ：指明区域中的主域名服务器。

  练习例题

1. ARP协议的作用是 []{.gap} {.quiz}

   • 由MAC地址求IP地址 {.options}
   • 由IP地址求MAC地址 {.correct}
   • 由IP地址查域名 {.options}
   • 由域名查IP地址 {.options}
     {.options}

2. ARP协议数据单元封装在 []{.gap} 中传送 {.quiz}

   • IP分组 {.options}
   • 以太帧 {.correct}
   • TCP段 {.options}
   • UDP报文 {.options}
     {.options}

3. ARP请求是采用 []{.gap} 方式发送的 {.quiz}

   • 单播 {.options}
   • 组播 {.options}
   • 广播 {.correct}
   • 点播 {.options}
     {.options}

     • 广播发送，单播响应

4. 为了解决RIP协议形成环路的问题，可以采用多种方法，下面列出的方法中效果最好的是 []{.gap} {.quiz}

   • 不用把从一个邻居学习到的路由发送给那个邻居 {.options}
   • 经常检查邻居路由器状态，以便及时发现断开的链路 {.options}
   • 把从邻居学习到的路由设置为无限大，然后发送给那个邻居 {.correct}
   • 缩短路由更新周期，以便出现链路失效时尽快达到路由无限大 {.options}
     {.options}

5. OSPF网络可以划分成多个区域，下面对区域描述错误的是 []{.gap} {.quiz}

   • 区域可以被赋予0-65535中的任何编号 {.options}
   • 单域OSPF网络必须配置为区域1 {.correct}
   • 区域0被称为主干网 {.options}
   • 分层的OSPF网络必须划分为多个区域 {.options}
     {.options}

     • 配置为区域0，必须的

6. 在BGP4协议中， []{.gap} 报文给出了新的路由信息 {.quiz}

   • 打开 {.options}
   • 更新 {.correct}
   • 保持活动 {.options}
   • 通告 {.options}
     {.options}

7. 边界网关协议BGP4被称为路径矢量协议，它传送的路由信息是由一个地址前缀后跟 []{.gap} 组成 {.quiz}

   • 一串IP地址 {.options}
   • 一串自治系统编号 {.correct}
   • 一串路由器编号 {.options}
   • 一串子网地址 {.options}
     {.options}

8. BGP4的优点是 []{.gap} {.quiz}

   • 防止域间路由循环 {.correct}
   • 可以及时更新路由 {.options}
   • 便于发现最短通路 {.options}
   • 考虑了多种路由度量因素 {.options}
     {.options}

9. OSPF协议将其管理的网络划分为不同类型的若干区域，其中标准区域的特点是 []{.gap} {.quiz}

   • 不接受本地AS之外的路由信息，也不接受其他区域的路由汇总信息 {.options}
   • 不接受本地AS之外的路由信息，对本地AS之外的目标采用默认路由 {.options}
   • 可以就接收任何链路更新信息和路由汇总信息 {.correct}
   • 可以学习其他AS的利欲熏心，对本地AS中的其他区域采用默认路由 {.options}
     {.options}

10. OSPF协议将其管理的网络划分为不同类型的若干区域，存根区域（stub）的特点是 []{.gap} {.quiz}

    • 不接受本地AS之外的路由信息，也不接受其他区域的路由汇总信息 {.correct}
    • 不接受本地AS之外的路由信息，对本地AS之外的目标采用默认路由 {.options}
    • 可以就接收任何链路更新信息和路由汇总信息 {.options}
    • 可以学习其他AS的利欲熏心，对本地AS中的其他区域采用默认路由 {.options}
      {.options}