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CloudEngine 12800, 12800E V200R005C00 配置指南-IP业务

本文档介绍了IP业务的配置,具体包括IPv4基础配置、ARP配置、DHCP配置、DNS配置、UDP Helper配置、IP性能配置、IPv6基础配置、DHCPv6配置、IPv6 DNS配置和IPv6过渡技术配置。
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ARP基本原理

ARP基本原理

ARP报文格式

ARP请求和应答的报文格式如图2-1所示。

图2-1 ARP请求和应答报文格式

主要字段解释如下:

  • Hardware Type:硬件地址的类型。对于以太网,该类型的值为“1”。
  • Protocol Type:映射的协议地址类型。对于IP地址,该值为0x0800。
  • Hardware Length:硬件地址长度。对于ARP请求或应答来说,该值为6。
  • Protocol Length:协议地址长度。对于ARP请求或应答来说,该值为4。
  • OP:操作类型。1表示ARP请求,2表示ARP应答。
  • Ethernet Address of sender:发送方MAC地址。
  • IP Address of sender:发送方IP地址。
  • Ethernet Address of destination:接收方MAC地址。
  • IP Address of destination:接收方IP地址。

ARP地址解析过程

ARP通过以ARP请求和ARP应答这两个过程完成地址解析。

图2-2 ARP请求过程

图2-2所示,HOSTA和HOSTB在同一网段,HOSTA要向HOSTB发送信息。

首先,HOSTA查看自己的ARP表,确定其中是否包含有HOSTB对应的ARP表项。如果找到了HOSTB对应的MAC地址,则HOSTA直接利用ARP表中的MAC地址,对IP数据包进行帧封装,并将数据包发送给HOSTB。

如果HOSTA在ARP表中找不到对应的MAC地址,则将缓存该数据报文,然后以广播方式发送一个ARP请求报文。ARP请求报文中的发送端IP地址和发送端MAC地址为HOSTA的IP地址和MAC地址,目标IP地址为HOSTB的IP地址,目标MAC地址为全0的MAC地址。由于ARP请求报文以广播方式发送,该网段上的所有主机都可以接收到该请求,但只有被请求的主机(即HOSTB)会对该请求进行处理。

图2-3 ARP响应过程

HOSTB比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目标IP地址,当两者相同时进行如下处理:将ARP请求报文中的发送端(即HOSTA)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响应报文给HOSTA,其中包含了自己的MAC地址。如图2-3所示,HOSTB向HOSTA发出一个包含其MAC地址的ARP响应报文。

HOSTA收到ARP响应报文后,将HOSTB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IP数据包进行封装后发送出去。

ARP老化机制

  • 高速缓存

    如果每次HOSTA和HOSTB通信前都要发送一个广播的ARP请求报文的话,会极大的增加网络负担。而且网络上的所有机器都必须接收和处理这个广播的ARP请求报文,也极大的影响了网络运行效率。

    为了解决以上问题,每台主机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,存放最近获得的IP地址到MAC地址的映射关系。

    发送方在每次发送报文时,都先在缓存中查找目标IP地址所对应的MAC地址。如果ARP缓存中有对应的MAC地址,主机就不会再发送ARP请求报文,而是直接将报文发至这个MAC地址。如果ARP缓存中没有对应的MAC地址时,主机才会发送广播的ARP请求报文。

  • 动态ARP表项的老化超时时间

    当HOSTA收到HOSTB的ARP回应时,在HOSTA的缓存中会形成HOSTB的IP地址和MAC地址的映射关系。但是,如果HOSTB发生故障或者更换了网卡时,HOSTA没有得到关于HOSTB的任何通告,于是HOSTA仍会继续将报文发送给HOSTB。造成地址解析出现错误的原因就是HOSTA中的映射表的信息没有得到及时的更新。

    为了减少地址解析过程中所出现的错误,ARP高速缓存中的表项一般都会设定一个定时器。当达到定时器的动态ARP表项的老化超时时间,设备进行老化探测,如果探测失败,删除该表项;否则,保留该表项。

    通过设置定时器,在地址解析过程中出现错误的现象得到了改善但并没有完全消除,其原因在于时延。如果定时器的动态ARP表项的老化超时时间是N秒,发送方只有等到N秒后才能检测到接收方出现了故障,在此期间发送方缓存表的信息还是没有得到及时的更新。

  • 动态ARP表项的老化探测次数

    除了设置定时器中动态ARP表项的老化超时时间,还可以通过设置动态的探测次数来减少地址的解析错误。在将一条动态ARP表项老化之前,系统先进行探测,如果超过设置的探测次数后探测的目标主机仍没有应答,则此ARP表项将被删除。

  • 动态ARP表项的老化探测模式

    ARP表项老化之前,接口会发送ARP老化探测报文。老化探测报文可以是单播报文,也可以是广播报文。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。

    当对端设备的IP地址不变化而MAC地址频繁更新时,建议使用广播模式发送ARP老化探测报文。

    当对端设备MAC地址不变,当前网络带宽资源特别紧缺,且ARP表项的老化时间设置的比较小时,建议使用单播模式发送ARP老化探测报文。

    当其他厂商设备与华为设备互联时,其他厂商设备接收到目的MAC地址为广播地址的ARP老化探测报文后,若ARP表项中已存在华为设备的IP地址与MAC地址映射,则丢弃该广播ARP老化探测报文。华为设备由于收不到该探测报文的应答报文,而删除对应的ARP表项,导致网络侧过来的流量不通。这种特殊情况下华为设备需要配置成以单播方式发送ARP老化探测报文,其他厂商设备需要配置成可以响应该单播探测报文。

动态ARP

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。当到达老化时间、接口Down时会删除相应的动态ARP表项。

说明:

ARP表项出接口是隧道的时候,当隧道状态发生变化,ARP表项不联动感知。ARP表项靠老化删除。

静态ARP

静态ARP是指IP地址和MAC地址之间有固定的映射关系,由网络管理员手动配置生成。

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更新时间:2019-04-19

文档编号:EDOC1100039516

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