『TCP/IP详解——卷一：协议』读书笔记——14

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2013-08-25 11:32:06

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• 第5章 RARP：逆地址解析协议
• 5.1 引言

　　具有本地磁盘的系统引导时，一般是从磁盘上的配置文件中读取IP地址。但是无盘机，如X终端或无盘工作站，则需要采用其他方法来获得IP地址。

　　网络上的每个系统都具有唯一的硬件地址，它是由网络接口生产厂家配置的。无盘系统的RARP实现过程是从接口卡上读取唯一的硬件地址，然后发送一份RARP请求（一帧在网络上广播的数据），请求某个主机相应该无盘系统的IP地址（在RARP应答中）。

• 5.2 RARP的分组格式

　　上图为ARP分组格式，RARP的分组与上图基本一致，主要差别是：RARP请求或应答的帧类型代码为0x8035，而且RARP请求操作代码为3，应答操作代码为4。与ARP相同，RARP请求以广播方式传送，而RARP应答一般是单播（unicast）传送的。

• 5.3 RARP举例

　

　　我们强制主机sun从网络上引导，而不是从本地磁盘引导，通过tcpdump命令获得上图的输出结果。RARP请求是广播方式（第一行），而第二行的RARP应答是单播方式。第2行的输出中at sun表示RARP应答包含主机sun的IP地址（140.252.13.33）。第三行中，我们看到，一旦sun收到IP地址，他就发送一个TFTP读请求（RRQ）给文件8CFC0D21.SUN4C（TFTP表示简单文件传送协议，第15章详细讲解）。文件名中的8个十六进制数字表示主机sun的IP地址140.252.13.33。这个IP地址在RARP应答中返回。文件名的后缀SUN4C表示被引导系统的类型。第3句是，当sun主机知道字节的IP地址后，它将发送TFTP请求来读取引导映像。

　　如果没有RARP服务器时，结果如下图所示：

　　我们主要观察重发的频度，我们一种双倍关系：从5.34到6.55是1.21秒，从6.55到8.97是2.42秒，从8.97到13.80是4.39秒，一直这样继续下去。当时间间隔达到某个阈值时（大于42.8秒），它又重新置为5.34秒。超时间隔采用这样的递增方法比每次都采用相同值的方法要好。这种算法在第6章和21章会详细讲解。

• 5.4 RARP服务器的设计

　　虽然RARP在概念上很简单，但是一个RARP服务器的设计与系统相关且比较复杂。相反，提供一个ARP服务器很简单，通常是TCP/IP在内核中实现的一部分。由于内核知道IP地址和硬件地址，因此当它收到一个询问IP地址和ARP请求时，只需用相应的硬件地址来提供应答就可以了。

• 5.4.1 作为用户进程的RARP服务器

　　RARP服务器的复杂性在于，服务器一般要为多个无盘主机提供硬件地址到IP地址的映射。该映射包含在一个磁盘文件中。由于内核一般不读取和分析磁盘文件，因此RARP服务器的功能就由用户进程来提供，而不是作为内核的TCP/IP实现的一部分。

　　RARP请求是作为一个特殊类型的以太网数据帧来传送的（帧类型字段值为0x8035）.这说明RARP服务器必须能够发送和接收这种类型的以太网数据帧。

• 5.4.2 每个网络有多个RARP服务器

　　RARP服务器实现的一个复杂因素是RARP请求是在硬件层上进行广播的，这意味着它们不经过路由器进行转发。为了让无盘系统在RARP服务器关机的状态下也能引导，通常在一个网络上（例如一根电缆）要提供多个RARP服务器。

　　当服务器的数量增多时（以提供冗余备份），网络流量也随之增加，因为每个服务器对每个RARP请求都要发送RARP应答。发送RARP请求的无盘系统一般采用第一个收到的RARP应答。另外，还有一种情况是每个RARP服务器同时应答，这样会增加以太网发生冲突的概率。

• 5.5 小结

　　RARP协议是许多无盘系统在引导时用来获取IP地址的。RARP分组格式基本上与ARP分组一致。一个RARP请求在网络上进行广播，它在分组中标明发送端的硬件地址，以请求相应IP地址的响应。应答通常是单播传播的。

　　RARP带来的问题包括使用链路层广播，这样就阻止大多数路由器转发RARP请求，只返回很少信息：只是系统的IP地址。在第16章中，我们将看到BOOTP在无盘系统引导时会返回更多信息：IP地址和引导主机的名字等。

　　虽然RARP在概念上很简单，但是RARP服务器的实现却与系统相关。因此，并不是所有的TCP/IP实现都提供RARP服务器。