计算机网络基础：ARP协议 --- IP协议 --- ICMP + IGMP协议

• ARP协议
  • ARP高速缓存：ARP把保存在高速缓存中的每一个映射地址项目都设置生存时间。凡超过生存时间的项目就从高速缓存中删除掉。
  • ARP是解决同一局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
    
• IP协议
  • 利用IP协议可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
    
• ICMP协议
  • 为了提高IP数据报交付成功的机会，在网际层用了网际控制报文协议ICMP。
  • ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。
  • ICMP报文格式
    
• ICMP协议的应用
  • PING
    • PING用来测试两个主机之间的连通性。
    • PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。
    • PING是应用层直接使用网络层ICMP协议的例子，它没有通过运输层的TCP或UDP协议。
  • Traceroute
    • Traceroute跟踪一个分组从源点到终点的路径，使用了ICMP时间超过差错报告报文。
    • 原理：
      • Traceroute从源主机向目的主机发送一连串的IP数据报，数据报中封装的是无法交付的UDP用户数据报。
      • 第一个数据报P1的TTL = 1，当P1到达路径上的第一个路由器R1时，路由器R1先收下它，接着把TTL - 1 = 0,R1丢弃P1，并向源主机发送一个ICMP时间超过差错报告报文。
      • 源主机接着发送第二个数据报P2，并且TTL = 2。P2先到达R1，R1收下它并把TTL - 1 = 1,然后转发给路由器R2，R2收下并把TTL - 1 = 0，R2丢弃P2，并向源主机发送一个ICMP时间超过差错报告报文。这样一直继续下去。
      • 当最后一个数据报刚刚到达目的主机时，数据报TTL = 1。主机不转发数据报，也不把TTL减1。但因IP数据报中封装的是无法完成交付的运输层的UDP用户数据报，因此目的主机要向源主机发送ICMP终点不可达差错报告报文。
      • 这样，源主机就知道了到达目的主机所经过的路由器的IP地址，以及到达其中每一个路由器的往返时间。