005RARP：逆地址解析協(xié)議

1、第5章rarp：逆地址解析協(xié)議5.1引言具有本地磁盤的系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)，一般是從磁盤上的配置文件中讀収ip地址。但是無盤機(jī)， 如x終端或無盤工作站，則需要采用其他方法來獲得ip地址。網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)系統(tǒng)都具有唯一的硬件地址，它是由網(wǎng)絡(luò)接口生產(chǎn)廠家配置的。無盤系統(tǒng) 的rarp實(shí)現(xiàn)過程是從接口卡上讀取唯一的硬件地址，然后發(fā)送一份rarp請求（一幀在網(wǎng)絡(luò) 上廣播的數(shù)據(jù)），請求某個(gè)主機(jī)響應(yīng)該無盤系統(tǒng)的ip地址（在rarp應(yīng)答中）。在概念上這個(gè)過程是很簡單的，但是實(shí)現(xiàn)起來常常比arp要困難，其原因在本章后面介 紹。rarp的正式規(guī)范是rfc 903 finlayson et al. 1984。5.2 rarp的分

2、組格式rarp分組的格式與arp分組基本-致（見圖4-3）。它們之間主耍的差別是rarp請求或 應(yīng)答的幀類型代碼為0x8035,而且rarp請求的操作代碼為3,應(yīng)答操作代碼為4。對應(yīng)于arp, rarp請求以廣播方式傳送，而rarp應(yīng)答-般是單播（unicast）傳送的。5.3 rarp舉例在互聯(lián)網(wǎng)屮，我們可以強(qiáng)制sun主機(jī)從網(wǎng)絡(luò)上引導(dǎo)，而不是從本地磁盤引導(dǎo)。如果在主 機(jī)bsdi上運(yùn)行rarp服務(wù)程序和tcpdump命令，就可以得到如圖5-1那樣的輸岀。用y參數(shù)使 得tcpdump命令打印出硬件地址:1 0.02 0.13 (0.13)3 0.14 (0.01)8s0s20x3:fc:42 f

3、f:£f:fftffiffiff zaxp cot rasp who-u s0i20i3sf<u2 tell ls0i20t3sfc:420:0:o0:f:2d:<0 0:o:2o:9:£6:42 ratp <2: zarp replyat nnbsot20i3sfst42 otoiootsf«2di40 lpftun.2cm > bedi>tftp: 23 rbq vecfc0d21.8ubi4cv圖51 rarp請求和應(yīng)答rarp請求是廣播方式（第1行），而第2行的rarp應(yīng)答是單播方式。笫2行的輸出中at sun表示rarp應(yīng)答

4、包含主機(jī)sun的ip地址（3）。在第3行中，我們可以看到，一旦sun收到ip地址，它就發(fā)送一個(gè)tftp讀請求（rrq）給 文件8cfc0d21.sun4c （tftp表示簡單文件傳送協(xié)議。我們將在第15章詳細(xì)介紹）。文件名 中的&個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表求主機(jī)sun的ip地址3。這個(gè)ip地址在rarp應(yīng)答中返冋。 文件名的后綴sun4c表示被引導(dǎo)系統(tǒng)的類型。tcpdump在笫3行中指岀ip數(shù)據(jù)報(bào)的長度是65個(gè)字節(jié)，而不是一個(gè)udp數(shù)據(jù)報(bào)（實(shí)際上是一 個(gè)udp數(shù)據(jù)報(bào)），因?yàn)槲覀冞\(yùn)行tcpdump命令時(shí)帯冇-e參數(shù)，以查看碩件層的地址。在圖51 中t

5、cp/ip詳解，卷1：協(xié)議下載需要指出的另一點(diǎn)是，第2行中的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀長度比最小長度還耍?。ㄓ?5節(jié)中我們說過應(yīng)該 是60字節(jié)）。其原因是我們在發(fā)送該以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的系統(tǒng)（bsdi）上運(yùn)行tcpdump命令。應(yīng)用程 序rarpd寫42字節(jié)到bsd分紐過濾設(shè)備上（其中14字節(jié)為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的報(bào)頭，剩下的28字節(jié)是 rarp應(yīng)答），這就是tcpdump收到的副本。但是以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序要把這-短幀填充空白字 符以達(dá)到最小傳輸長度（60）0如果我們在另一個(gè)系統(tǒng)上運(yùn)fftcpdump命令，其長度將會(huì)是60。從這個(gè)例子可以看出，當(dāng)無盤系統(tǒng)從rarp應(yīng)答中收到它的ip地址后，它將發(fā)送tftp請 求來讀取引

6、導(dǎo)映象。在這一點(diǎn)上我們將不再進(jìn)一步詳細(xì)討論無盤系統(tǒng)是如何引導(dǎo)的（第16章 將描述無盤x終端利丿ijrarp、bootp以及tftp進(jìn)行引導(dǎo)的過程）。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上沒冇rarp服務(wù)器時(shí)，其結(jié)果如圖52所示。每個(gè)分紐的目的地址都是以太網(wǎng)廣播地 址。在who-后面的以太網(wǎng)地址是目的硬件地址，跟缶ell后面的以太網(wǎng)地址是發(fā)送端的硬件地址。 請注意巫發(fā)的頻度。第一次巫發(fā)是在6.55秒以后，然后增加到42.80秒，然后乂減到5.34秒和6.55秒，然后又冋到42.79秒。這種不確定的情況一直繼續(xù)下去。如呆計(jì)算一下兩次重發(fā)之 間的時(shí)間間隔，我們發(fā)現(xiàn)存在一種雙倍的關(guān)系：從5.34到6.55是1.21秒，從6.55到

7、8.97是2.42秒，從8.97到13.80是4.83秒，一玄這樣繼續(xù)下去。當(dāng)時(shí)間間隔達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)（大于 42.80秒），它又重新置為5.34秒。10.0bt0&20t3:fci42exp coiraxp wto-ia bs0:20i3t£fi42 teu tiobio:9sf«i4221.55(c.55)biok20:3if(i42ratp wtrasp wbo-ib bt0t20»9:fit42 t*u t0i20t3if<:42315.52< 1.97>8:0r20t3if<x42 ffiff:ffsff:f£i&

8、#163;f razp «0i xacp wbo-10 ai0ia0x3tf<t42 tall tt0!20s3:fc:424"32(13.10):0i20：3xffiu ffxffiffsffsffiff sup so: raxp vhola 8:0:2di3tfi:42 tall itoi20:3:ffk42s92.70(29.408t0&20:3«f6:42 £ftffsffsftiffsff rasp cot zup uho-ie i!0i20:3:f6t42 sil bi0:20i3rf:42695.58<42.10>

9、8:0:20i3:£f:42 ff:£ftffiffsfftff “xp m: raxp vto-1* 8:0:20i3ifs:42 tell 8i0i20:3:f(i427100.92(5.34)8:ob20:3:fcs42 fftfftff:fftff:ff razp so: xazp6:0:20i3:£cu2 tall btotao:3tf(iu9107.47(s.5s)fli0i20:3if<su £ftff&f£:ffiff：££ rarp <0i racp vho-it 0x0t20i3:f*

10、i42 tall tiorxotsifsxia9116.44(b.i7)8:0:20i3:ff:42raxp <0:zazp who-is bi0i2q:9tfiv42 tall bs0:20is:fcr42w130.24(13.b0):0s20:3:fci42sazp <0:rarp80:20i3iff:42 tell bi0i20：3sf<i42193.70(23.4c)bt0s30:3ifci42 ffiff$£fsffiff：££ rasp sot cazp vho-ls b:0i20:9:ffi42 tall 8i0:20i3sf(:4

11、212(42.79)6s0:20i3ifc&42 ffsffsffiff:££:ff xarp 60: raxp8t0:20$3if:42 six 0xob20:3:fi42圖5-2網(wǎng)絡(luò)中沒有rarp服務(wù)器的rarp請求超時(shí)間隔采用這樣的遞增方法比每次都采用相同值的方法要好。在圖6-8«|>,我們將看到 種錯(cuò)誤的超時(shí)重發(fā)方法，以及在第21章屮將看到tcp的超時(shí)重發(fā)機(jī)制。5.4 rarp服務(wù)器的設(shè)計(jì)雖然rarp在概念上很簡單，但是一個(gè)rarp服務(wù)器的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)相關(guān)而且比較復(fù)雜。相 反，提供一個(gè)arp服務(wù)器很簡單，通常是tcp/ip在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)的一部分。

12、由于內(nèi)核知道ip地下載第5章rarp：逆地址解析協(xié)議址和硬件地址，因此當(dāng)它收到一個(gè)詢問ip地址的arp請求時(shí)，只需川相應(yīng)的硬件地址來提供 應(yīng)答就可以了。5.4.1作為用戶進(jìn)程的rarp服務(wù)器rarp服務(wù)器的復(fù)雜性在于，服務(wù)器一般要為多個(gè)主機(jī)（網(wǎng)絡(luò)上所有的無盤系統(tǒng)）提供硬 件地址到ip地址的映射。該映射包含在一個(gè)磁盤文件中（在unix系統(tǒng)中一般位t/etc/ethers h 錄中）。rfl于內(nèi)核一般不讀取和分析磁盤文件，因此rarp服務(wù)器的功能就由用戶進(jìn)程來提供, 而不是作為內(nèi)核的tcp/ip實(shí)現(xiàn)的一部分。更為復(fù)雜的是，rarp請求是作為一個(gè)特殊類型的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀來傳送的（幀類型字段值 為0x8

13、035,如圖21所示）。這說明rarp服務(wù)器必須能夠發(fā)送和接收這種類型的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。 在附錄a中，我們描述了 bsd分組過濾器、sun的網(wǎng)絡(luò)接口栓以及svr4數(shù)據(jù)鏈路提供者接口 都可用來接收這些數(shù)據(jù)幀。由丁發(fā)送和接收這些數(shù)據(jù)幀與系統(tǒng)冇關(guān)，因此rarp服務(wù)器的實(shí)現(xiàn) 是與系統(tǒng)捆綁在一起的。5.4.2每個(gè)網(wǎng)絡(luò)有多個(gè)rarp服務(wù)器rarp服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的一個(gè)復(fù)雜因素是rarp請求是在硬件層上進(jìn)行廣播的，如圖5-2所示。 這意味著它們不經(jīng)過路山器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。為了讓無盤系統(tǒng)在rarp服務(wù)器關(guān)機(jī)的狀態(tài)卜也能引導(dǎo), 通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上（例如一根電纜）要提供多個(gè)rarp服務(wù)器。當(dāng)服務(wù)器的數(shù)忖增加時(shí)（以提供兀余備份），網(wǎng)絡(luò)流量也隨之増加，因?yàn)槊總€(gè)服務(wù)器對每 個(gè)rarp請求都要發(fā)送rarp應(yīng)答。發(fā)送rarp請求的無盤系統(tǒng)一般采用最先收到的rarp應(yīng)答 （對于arp,我們從來沒有遇到這種悄況，因?yàn)橹挥幸慌_(tái)主機(jī)發(fā)送arp應(yīng)答）。另外，還有一 種可能發(fā)牛的情況是每個(gè)rarp服務(wù)器同時(shí)應(yīng)答，這樣會(huì)增加以太網(wǎng)發(fā)牛沖突的概率。5.5小結(jié)rarp協(xié)議是許多無盤系統(tǒng)在引導(dǎo)時(shí)川來獲取ip地址的。rarp分組格式基本上與arp分 組一致。一個(gè)rarp請求在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行廣播，它在分紐屮標(biāo)明發(fā)送端的碩件地址，以請求相應(yīng) ip地址的響應(yīng)。應(yīng)答通常是單播傳送的。rarp帶來的問題包括使用鏈路層廣播，這樣就阻止大多數(shù)路由器轉(zhuǎn)