RARP：逆地址解析協(xié)議

2019-11-04 11:18:14

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

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取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(qǐng)求（一幀在網(wǎng)絡(luò)上廣播的數(shù)據(jù)），請(qǐng)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(jiǎn)單的，但是實(shí)現(xiàn)起來經(jīng)常比ARP要困難，其原因在本章后面介紹。RARP的正式規(guī)范是RFC903[Finlaysonetal.1984]。

RARP的分組格式

RARP分組的格式與ARP分組基本一致（見圖4-3）。它們之間主要的差別是RARP請(qǐng)求或應(yīng)答的幀類型代碼為0x8035，而且RARP請(qǐng)求的操作代碼為3，應(yīng)答操作代碼為4。對(duì)應(yīng)于ARP，RARP請(qǐng)求以廣播方式傳送，而RARP應(yīng)答一般是單播(unicast)傳送的。

RARP舉例

在互聯(lián)網(wǎng)中，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)。假如在主機(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那樣的輸出。-e參數(shù)使得tcpdump命令打印出硬件地址：

RARP：逆地址解析協(xié)議（圖一）

圖5-1 RARP請(qǐng)求和應(yīng)答 R A R P請(qǐng)求是廣播方式（第1行），而第2行的R A R P應(yīng)答是單播方式。第2行的輸出中a t s u n表示R A R P應(yīng)答包含主機(jī)s u n的I P地址（1 4 0 . 2 5 2 . 1 3 . 3 3）。
在第3行中，我們可以看到，一旦s u n收到I P地址，它就發(fā)送一個(gè)T F T P讀請(qǐng)求（R R Q）給文件8 C F C0 D 2 1 . S U N 4 C（T F T P表示簡(jiǎn)單文件傳送協(xié)議。我們將在第1 5章具體介紹）。文件名中的8個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表求主機(jī)s u n的I P地址1 4 0 . 2 5 2 . 1 3 . 3 3。這個(gè)I P地址在R A R P應(yīng)答中返回。文件名的后綴S U N 4 C表示被引導(dǎo)系統(tǒng)的類型。
t c p d u m p在第3行中指出I P數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度是6 5個(gè)字節(jié)，而不是一個(gè)U D P數(shù)據(jù)報(bào)（實(shí)際上是一個(gè)U D P數(shù)據(jù)報(bào)），因?yàn)槲覀冞\(yùn)行t c p d u m p命令時(shí)帶有-e參數(shù)，以查看硬件層的地址。在圖5 - 1中需要指出的另一點(diǎn)是，第2行中的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度比最小長(zhǎng)度還要小（在4 . 5節(jié)中我們說過應(yīng)該是6 0字節(jié)）。其原因是我們?cè)诎l(fā)送該以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的系統(tǒng)（b s d i）上運(yùn)行t c p d u m p命令。應(yīng)用程序r a r p d寫4 2字節(jié)到B S D分組過濾設(shè)備上（其中1 4字節(jié)為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的報(bào)頭，剩下的2 8字節(jié)是R A R P應(yīng)答），這就是t c p d u m p收到的副本。但是以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序要把這一短幀填充空白字符以達(dá)到最小傳輸長(zhǎng)度（6 0）。假如我們?cè)诹硪粋€(gè)系統(tǒng)上運(yùn)行t c p d u m p命令，其長(zhǎng)度將會(huì)是6 0。
從這個(gè)例子可以看出，當(dāng)無盤系統(tǒng)從R A R P應(yīng)答中收到它的I P地址后，它將發(fā)送T F T P請(qǐng)求來讀取引導(dǎo)映象。在這一點(diǎn)上我們將不再進(jìn)一步具體討論無盤系統(tǒng)是如何引導(dǎo)的（第1 6章將描述無盤X終端利用R A R P、B O O T P以及T F T P進(jìn)行引導(dǎo)的過程）。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上沒有R A R P服務(wù)器時(shí)，其結(jié)果如圖5 - 2所示。每個(gè)分組的目的地址都是以太網(wǎng)廣播地址。在w h o-后面的以太網(wǎng)地址是目的硬件地址，跟在t e l l后面的以太網(wǎng)地址是發(fā)送端的硬件地址。
請(qǐng)注重重發(fā)的頻度。第一次重發(fā)是在6 . 5 5秒以后，然后增加到4 2 . 8 0秒，然后又減到5 . 3 4 秒和6 .5 5秒，然后又回到4 2 . 7 9秒。這種不確定的情況一直繼續(xù)下去。假如計(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 . 3 4到6 . 5 5是1 . 2 1秒，從6 . 5 5到8 . 9 7是2 . 4 2秒，從8 . 9 7到1 3 . 8 0是4 . 8 3秒，一直這樣繼續(xù)下去。當(dāng)時(shí)間間隔達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)（大于4 2 . 8 0秒），它又重新置為5 . 3 4秒。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中，我們將看到一種錯(cuò)誤的超時(shí)重發(fā)方法，以及在第2 1章中將看到T C P的超時(shí)重發(fā)機(jī)制。

RARP：逆地址解析協(xié)議（圖二）

圖5-2 網(wǎng)絡(luò)中沒有RARP服務(wù)器的RARP請(qǐng)求
RARP服務(wù)器的設(shè)計(jì)

雖然R A R P在概念上很簡(jiǎn)單，但是一個(gè)R A R P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)A R P服務(wù)器很簡(jiǎn)單，通常是T C P / I P在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)的一部分。由于內(nèi)核知道I P地址和硬件地址，因此當(dāng)它收到一個(gè)詢問I P地址的A R P請(qǐng)求時(shí)，只需用相應(yīng)的硬件地址來提供給答就可以了。

作為用戶進(jìn)程的RARP服務(wù)器

R A R P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I P地址的映射。該映射包含在一個(gè)磁盤文件中（在U n i x系統(tǒng)中一般位于/ e t c / e t h e r s目錄中）。由于內(nèi)核一般不讀取和分析磁盤文件，因此R A R P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T C P / I P實(shí)現(xiàn)的一部分。
更為復(fù)雜的是，R A R P請(qǐng)求是作為一個(gè)非凡類型的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀來傳送的（幀類型字段值為0 x 8 0 3 5，如圖2 - 1所示）。這說明R A R P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B S D分組過濾器、S u n的網(wǎng)絡(luò)接口栓以及S V R 4數(shù)據(jù)鏈路提供者接口都可用來接收這些數(shù)據(jù)幀。由于發(fā)送和接收這些數(shù)據(jù)幀與系統(tǒng)有關(guān)，因此R A R P服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)是與系統(tǒng)捆綁在一起的。

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)有多個(gè)RARP服務(wù)器

R A R P服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的一個(gè)復(fù)雜因素是R A R P請(qǐng)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)過路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。為了讓無盤系統(tǒng)在R A R P服務(wù)器關(guān)機(jī)的狀態(tài)下也能引導(dǎo)，通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上（例如一根電纜）要提供多個(gè)R A R P服務(wù)器。當(dāng)服務(wù)器的數(shù)目增加時(shí)（以提供冗余備份），網(wǎng)絡(luò)流量也隨之增加，因?yàn)槊總€(gè)服務(wù)器對(duì)每個(gè)R A R P請(qǐng)求都要發(fā)送R A R P應(yīng)答。發(fā)送R A R P請(qǐng)求的無盤系統(tǒng)一般采用最先收到的R A R P應(yīng)答（對(duì)于A R P，我們從來沒有碰到這種情況，因?yàn)橹挥幸慌_(tái)主機(jī)發(fā)送A R P應(yīng)答）。另外，還有一種可能發(fā)生的情況是每個(gè)R A R P服務(wù)器同時(shí)應(yīng)答，這樣會(huì)增加以太網(wǎng)發(fā)生沖突的概率。

上一篇：RFC608 - Host names on-line

下一篇：RFC609 - Statement of upcoming move of NIC/NLS service