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S7700, S7900, S9700 V200R012(C00&C10) 配置指南-IP业务

本文档介绍了IP业务的配置,具体包括IP地址配置、ARP配置、DHCP配置、DNS配置、mDNS网关配置、mDNS中继配置、UDP Helper配置、IP性能优化配置、IPv6基础配置、DHCPv6配置、IPv6 DNS配置、IPv6 over IPv4隧道配置和IPv4 over IPv6隧道配置。
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动态ARP

动态ARP

定义

动态ARP表项由ARP协议通过ARP报文自动生成和维护,可以被老化,可以被新的ARP报文更新,可以被静态ARP表项覆盖。

动态ARP适用于拓扑结构复杂、通信实时性要求高的网络。

ARP地址解析过程

动态ARP通过广播ARP请求和单播ARP应答这两个过程完成地址解析。

图2-1  ARP地址解析过程

当需要通信的两台主机处于同一网段时,如图2-1中的Host_1和Host_3,Host_1要向Host_3发送数据。

  1. 首先,Host_1会查找自己本地缓存的ARP表,确定是否包含Host_3对应的ARP表项。如果Host_1在ARP表中找到了Host_3对应的MAC地址,则Host_1直接利用ARP表中的MAC地址,对数据报文进行帧封装,并将数据报文发送给Host_3。如果Host_1在ARP表中找不到Host_3对应的MAC地址,则先缓存该数据报文,并以广播方式发送一个ARP请求报文。如图2-1中所示,OP字段为1表示该报文为ARP请求报文,ARP请求报文中的源MAC地址和源IP地址为Host_1的MAC地址和IP地址,目的MAC地址为全0的MAC地址,目的IP地址为Host_3的IP地址。有关ARP报文格式的详细介绍请参见ARP报文格式
  2. Switch_1收到ARP请求报文后,将该ARP请求报文在同一广播域内转发。
  3. 同一广播域内的主机Host_2和Host_3都能接收到该ARP请求报文,但只有被请求的主机(即Host_3)会对该ARP请求报文进行处理。Host_3比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目的IP地址,当两者相同时进行如下处理:将ARP请求报文中的源IP地址和源MAC地址(即Host_1的IP地址和MAC地址)存入自己的ARP表中。之后以单播方式发送ARP应答报文给Host_1,ARP应答报文内容如图2-1中所示,OP字段为2表示该报文为ARP应答报文,源MAC地址和源IP地址为Host_3的MAC地址和IP地址,目的MAC地址和目的IP地址为Host_1的MAC地址和IP地址。
  4. Switch_1收到ARP应答报文后,将该ARP应答报文转发给Host_1。Host_1收到ARP应答报文后,将Host_3的MAC地址加入到自己的ARP表中以用于后续报文的转发,同时将数据报文进行帧封装,并将数据报文发送给Host_3。

当需要通信的两台主机处于不同网段时,如图2-1中的Host_1和Host_4,Host_1上已经配置缺省网关,Host_1首先会发送ARP请求报文,请求网关Router的IP地址对应的MAC地址。Host_1收到ARP应答报文后,将数据报文封装并发给网关,再由网关将数据报文发送给目的主机Host_4。Host_1学习网关IP地址对应的ARP表项的过程,以及网关设备学习Host_4的IP地址对应的ARP表项的过程与上述同网段主机Host_1和Host_3之间进行ARP地址解析的过程类似,不再赘述。

ARP老化机制

图2-1中所示,如果每次Host_1和Host_3通信前都要发送一个广播的ARP请求报文,会极大的增加网络负担。而且同广播域的所有设备都需要接收和处理这个广播的ARP请求报文,也极大的影响了网络中设备的运行效率。为了解决以上问题,每台主机或设备上都维护着一个高速缓存,这是ARP高效运行的一个关键。在这个高速缓存中,存放主机或设备最近学习到的IP地址到MAC地址的映射关系,即动态ARP表项。

主机或设备每次发送报文时,会先在本地高速缓存中查找目的IP地址所对应的MAC地址。如果高速缓存中有对应的MAC地址,主机或设备不会再发送ARP请求报文,而是直接将报文发至这个MAC地址;如果高速缓存中没有对应的MAC地址,主机或设备才会广播发送ARP请求报文,进行ARP地址解析。

一方面由于高速缓存的容量限制,另一方面为了保证高速缓存中ARP表项的准确性,设备会对动态ARP表项进行老化和更新。

动态ARP表项的老化参数有:老化超时时间、老化探测次数和老化探测模式。设备上动态ARP表项到达老化超时时间,设备会发送老化探测报文(即ARP请求报文),如果能收到ARP应答报文,则更新该动态ARP表项,本次老化探测结束;如果超过设置的老化探测次数后仍没有收到ARP应答报文,则删除该动态ARP表项,本次老化探测结束。

设备发送的老化探测报文可以是单播报文,也可以是广播报文。缺省情况下,设备只在最后一次发送ARP老化探测报文是广播模式,其余均为单播模式发送。当对端设备MAC地址不变时,可以配置接口以单播模式发送ARP老化探测报文。

当接口Down时设备会立即删除相应的动态ARP表项。

ARP报文格式

ARP请求和应答的报文格式如图2-2所示。

图2-2  ARP请求和应答报文格式

报文的长度是42字节。前14字节的内容表示以太网首部,后28字节的内容表示ARP请求或应答报文的内容。报文中相关字段的解释如表2-1所示。

表2-1  ARP报文各字段的含义

字段

长度

含义

以太网目的MAC

48比特

以太网目的MAC地址。

发送ARP请求报文时,该字段为广播的MAC地址0xffff-ffff-ffff。

以太网源MAC

48比特

以太网源MAC地址。

帧类型

16比特

数据的类型。

对于ARP请求或应答来说,该字段的值为0x0806。

硬件类型

16比特

硬件地址的类型。

对于以太网,该字段的值为1。

协议类型

16比特

发送方要映射的协议地址类型。

对于IP地址,该字段的值为0x0800。

硬件地址长度

8比特

硬件地址的长度。

对于ARP请求或应答来说,该字段值为6。

协议地址长度

8比特

协议地址的长度。

对于ARP请求或应答来说,该字段值为4。

OP

16比特

操作类型。OP的值与操作类型的关系如下:
  • 1表示ARP请求报文。
  • 2表示ARP应答报文。

源MAC

48比特

源MAC地址。

该源MAC地址与以太网首部中的以太网源MAC相同。

源IP

32比特

源IP地址。

目的MAC

48比特

目的MAC地址。

发送ARP请求报文时,该字段为全0的MAC地址0x0000-0000-0000。

目的IP

32比特

目的IP地址。

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更新时间:2018-09-03

文档编号:EDOC1100038451

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