IP层的地址解析过程与ARP/RARP协议

第四章详细探讨了IP层在发送IP数据报过程中涉及到的重要事件，即地址解析过程。在这个阶段，IP层首先通过调用地址解析协议（ARP）来查找目标主机的物理地址。ARP协议的作用是解决网络层的IP地址与底层物理地址之间的转换问题，因为虽然IP地址是网络通信的核心标识，但实际的数据传输仍然依赖于物理网络，这就需要一个机制将IP地址映射到具体的硬件地址。 ARP协议的工作流程是创建一个包含以下信息的请求帧： 1. 请求主机的物理地址（PA） 2. 请求主机的IP地址（IA） 3. 目标主机的IP地址（IB） 当主机A需要与主机B通信，它首先查找自己的ARP缓存，如果找不到主机B的物理地址，就会发送一个ARP请求广播出去，询问谁拥有指定的IP地址IB。目标主机B接收到这个请求后，会回应一个包含自己物理地址PB的应答帧，然后主机A更新其缓存，以后就可以直接使用这个物理地址进行通信，无需每次都通过ARP请求。 另一方面，RARP协议则用于从物理地址到IP地址的映射，即当一台设备不知道自己的IP地址，却知道自己的物理地址时，可以通过RARP获取相应的IP地址。这种情况下，通常是网络管理员或路由器在初始化新连接或者修复网络故障时使用RARP。 在TCP/IP体系结构中，地址解析是通过ARP和RARP这两个协议来实现的。它们确保了数据包能在网络中准确无误地找到目标，即使IP地址和物理地址可能会随着网络环境的变化而变化。静态映射和动态映射是地址解析的两种常见方法，静态映射适用于小规模、稳定的网络环境，而动态映射（如DHCP）则更适合大规模且经常变动的网络环境。 IP层发送IP数据报时的地址解析过程是网络通信中的关键环节，它通过 ARP 和 RARP 协议确保了不同网络层次间的无缝协作，确保了数据的可靠传输。