当前课程知识点：网络技术与应用 > 第5讲 IP和网络互连 > 5.5 IP over以太网 > 5.5 IP Over以太网
TCP/IP体系结构的成功之处
就是IP分组可以通过网络接口层
在不同的传输网络当中传输
下面就来学习IP分组怎么样通过以太网传输
首先学习地址解析协议ARP和地址解析过程
然后学习IP分组在以太网当中的传输过程
前面说过 数据在逐层封装到网际层的时候
网际层把IP分组传输给网络接口层
网络接口层根据它所连接的传输网络
把上一层的IP分组加上所要传输网络帧的首部
就是可以在某一个传输网络当中传输的控制信息
然后在网络当中传输
如果 连接的网络是以太网的话
它就必须封装成MAC帧的形式
在以太网当中传输
MAC帧的格式是这个样子
在数据的基础之上 增加一个重要内容
就是目的MAC地址和源MAC地址
但是在实际应用过程当中
往往是只知道传输数据的目的终端的IP地址
并不知道目的终端的MAC地址
怎么样通过目的终端的IP地址获取目的终端的MAC地址
并且封装成MAC帧呢
这就是IP over 以太网的核心内容
也就是说 首先要根据下一跳的IP地址
获取下一跳的MAC地址
这是很关键的一步
然后再把IP分组封装成MAC帧
在以太网当中传输
怎么根据目的IP地址获取目的MAC地址呢
这要通过地址解析协议ARP
地址解析协议首先要广播一个ARP请求帧
这个ARP的请求帧的格式是这样的
在数据部分 比如终端A要发送一个ARP请求帧
那么它把终端A的IP地址 MAC地址加上目的终端的
IP地址 比如服务器B的IP地址 IP B
作为数据字段
源MAC地址是它本身的MAC地址 MAC A
目的地址是一个全1的广播地址
它的数据类型是ARP
把它封装成MAC帧以后 发送这样一个MAC帧
下面看一下地址的解析过程
首先 终端A广播ARP请求帧
请求帧当中给出终端B的IP地址
因此封装成这样一个MAC帧
这个MAC帧里面的数据是源终端的IP地址和MAC地址
和目的终端要解析的IP地址IP B
目的地址是全1的广播地址
源地址是终端A的MAC地址
数据类型是ARP请求帧类型
跟终端A互连的网络当中
所有的终端都能接收到这个MAC帧
服务器B也一样接收到这个MAC帧
接收到以后
它去查找ARP缓冲区
如果ARP缓冲区没有终端A的IP地址
和MAC地址对应信息
那么在ARP缓冲区里增加一项
由于这是一个广播地址
因此网络当中的所有终端都应该能接收到请求帧
终端根据请求帧给出的IP地址IP B
跟自己的IP地址比较
对于服务器B来说
这个IP地址正好是它自己的IP地址
所以 如果是相同 服务器B回送一个MAC帧
这个MAC帧里面给出了服务器B的MAC地址
发送的MAC帧是单播的MAC帧
目的地址是终端A的MAC地址
源地址是服务器B的MAC地址
终端A接收到MAC帧以后
也去查找自己的ARP缓存
因为IP B对应的MAC地址没有才会发送这样一个请求帧
因此把IP B对应的MAC地址
添加到它的ARP缓冲区当中
这样 地址就解析出来了
把IP B就解析成MAC B了
在自己的电脑当中 可以通过命令窗口
输入ARP 空格 -A就可以查找ARP缓存区中的内容
这是在自己的电脑ARP缓冲区中
查找的IP地址和MAC地址的对应表
下面 看一下IP分组在以太网当中的传输过程
在这样一个网络拓扑图当中
以太网1连接的一台终端A 以太网2连接的一台终端B
假定 现在要从终端A到终端B传输数据
为了讲解方便
对于路由器R1和路由器R2当中的路由项
只给出以太网1和以太网2的路由项
由于终端A和终端B不是在同一个网络当中
因此 终端A首先把它的数据传输给它的默认网关
路由器R1
因此它就根据它的默认网关的IP地址
解析出R1连接以太网1当中的接口的MAC地址
解析出是MAC R11
然后 终端A把它封装成一个MAC帧
目的地址是MAC R11
源地址是MAC A
封装成这样一个MAC帧
这个数据是一个IP分组
IP分组里面 目的IP地址是终端B的IP地址
源IP地址是终端A的IP地址
然后把这样一个数据传输给路由器R1以后
路由器R1根据它的目的IP地址192.1.2.1
查找路由项
根据路由项 确定下一跳的路由器是192.1.3.2
因此又把192.1.3.2这个IP地址解析出MAC R21
因为R1和R2之间又是以太网
因此又封装成一个MAC帧
这个MAC帧的目的MAC地址是MAC R21
源MAC地址是MAC R12
因此 封装成这样一个MAC帧以后
再把它通过以太网3传输给路由器R2
路由器R2又根据它的目的IP地址去查找自己的路由表
在路由表当中查找到路由项的目的IP地址所在的终端
正好是连接在以太网2里面
也就是它直连的网络当中
因此就把目的终端的IP地址 MAC B
然后封装成一个MAC帧
目的地址是MAC B
源MAC地址是MAC R22
封装成这样一个MAC帧以后
直接传输给终端B了
从这个地方可以看出来
MAC帧的封装过程封装了三次
在封装的过程当中 传输的过程当中
IP分组始终没有改变
这就是IP分组在以太网当中传输过程
下面启动PT软件
在PT软件当中演示ARP地址解析过程
这是连接好的网络拓扑图
终端PC0的IP地址为192.1.1.1
服务器SERVER0的IP地址为192.1.1.2
现在我们看一下终端PC0的ARP缓冲区内容
单击PC0 在命令状态下输入命令ARP –A 回车
我们可以看到这个时候没有任何信息
我们以同样的方式看一下服务器中ARP信息
可以看到也没有任何信息
我们进入到模拟模式
勾选ARP协议
单击简单报文按钮
单击终端PC0和服务器
单击单步播放按钮
然后单击报文
查看一下ARP请求帧的详细信息
我们可以看到源IP地址为192.1.1.1
源MAC地址为PC0的MAC地址
目标MAC地址为全0 表示未知
目标IP地址为192.1.1.2
这各IP地址是需要解析得IP地址
继续传输报文
现在报文到达服务器
我们查看一下服务器的ARP缓冲区内容
这时可以看到 PC0的IP地址和对应的MAC地址
已经在ARP的缓冲区当中了
关闭窗口
继续报文传输
我们再单击报文
现在我们可以看到ARP相应报文当中
已经解析出了服务器IP地址对应的MAC地址
我们继续报文传输
报文到达终端PC0
现在我们查看一下PC0的ARP缓冲区内容
这时已经有服务器的IP地址和对应的MAC地址
这就是ARP的解析过程
这个实验就做到这里
-课程先导语
--先导语
-1.1 网络内涵
--网络内涵
-1.2 互联网发展过程
--互联网发展过程
-1.2 互联网发展过程--作业
-1.3 交换方式
--电路交换
-- 虚电路交换
--数据报交换
--三种交换方式比较
--html
-1.3 交换方式--作业
-1.4 计算机网络体系结构和协议
--分层结构
--OSI体系结构
-1.4 计算机网络体系结构和协议--作业
-第一讲内容的启示
--html
-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
-2.1 数据传输系统
-2.1 数据传输系统--作业
-2.2 信号
--2.2 信号
-2.2 信号--作业
-2.3 编码和调制
--2.3-1 编码
--2.3-2 调制
-2.3 编码和调制--作业
-2.4 差错控制
-2.4 差错控制--作业
-2.5 传输媒体
--2.5 传输媒体
-2.5 传输媒体--作业
-2.6 Packet Tracer6.2使用说明
-第二讲内容的启示
--html
-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-以太网发展过程与内容简介
-以太网发展过程与内容简介--作业
-3.1 总线形以太网
-3.1 总线形以太网--作业
-3.2 网桥与冲突域分割
-3.2 网桥与冲突域分割--作业
-3.3 交换式以太网与VLAN
-3.3 交换式以太网与VLAN--作业
-3.4 以太网标准
-3.4 以太网标准--作业
-第三讲内容的启示
--html
-例题分析
--例题分析
-案例设计
--案例设计
-测验--作业
-本讲内容简介
--无线局域网
-4.1 无线局域网概述
-4.1 无线局域网概述--作业
-4.2 无线局域网应用方式
-4.2 无线局域网应用方式--作业
-4.3 无线局域网MAC层
-4.3 无线局域网MAC层--作业
-4.4 终端接入无线局域网过程
-4.4 终端接入无线局域网过程--作业
-4.5 无线局域网设计和分析
-第四讲内容的启示
--html
-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
-- IP与网络互连
-5.1 网络互连机制
-5.1 网络互连机制--作业
-5.2 网际协议
-5.2 网际协议--作业
-5.3 IP分组传输过程
-5.3 IP分组传输过程--作业
-5.4 路由表建立过程
-5.4 路由表建立过程--作业
-5.5 IP over以太网
-5.5 IP over以太网--作业
-5.6 三层交换机与VLAN间通信过程
-5.7 Internet控制报文协议
-5.7 Internet控制报文协议--作业
-第五讲内容启示
--html
-案例设计
--案例设计
-例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
--本讲内容简介
-6.1 Internet接入控制机制
-6.1 Internet接入控制机制--作业
-6.2 以太网和ADSL接入技术
-6.2 以太网和ADSL接入技术--作业
-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器
-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器--作业
-6.4 接入综合演示实验
-6.4 接入综合演示实验--作业
-第六讲内容的启示
--html
-例题分析
--第六讲 例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
--传输层
-7.1 传输层服务特性
--传输层服务特性
-7.1 传输层服务特性--作业
-7.2 端口号
--端口号
-7.3 用户数据报协议UDP
-7.3 用户数据报协议UDP--作业
-7.4 传输控制协议TCP
--TCP特点和格式
-- TCP的几点说明
-7.4 传输控制协议TCP--作业
-第七讲内容启示
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-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
-- 应用层
-8.1 应用结构
--应用结构
-8.1 应用结构--作业
-8.2 域名解析
-8.2 域名解析--作业
-8.3 动态主机配置协议
-8.3 动态主机配置协议--作业
-8.4 万维网
-- 万维网
-8.4 万维网--作业
-8.5 电子邮件
--html
-8.6 文件传输协议
--html
-例题分析
--例题分析
-案例设计
--CH8 案例设计
-应用层启示
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-测验--作业
-本讲内容简介
-9.1 网络安全概述
-9.1 网络安全概述--作业
-9.2 网络安全基础
-9.2 网络安全基础--作业
-9.3 病毒检测与防御技术
-9.3 病毒检测与防御技术--作业
-9.4 以太网安全技术
-9.4 以太网安全技术--作业
-9.5 无线局域网安全技术
-9.5 无线局域网安全技术--作业
-9.6 防火墙
-9.6 防火墙--作业
-9.7 安全协议
--9.7 安全协议
-9.7 安全协议--作业
-例题分析
--例题分析
-防火墙演示实验
-- 防火墙演示实验
-案例设计
--案例设计
-网络安全的启示
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-测验--作业
-附录1：综合应用分析
--综合应用分析
-附录2：Cisco实际设备网络构建与配置
-期末考试--考试试题
