IP寻址原理

来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/28 21:09:54
对于第三层路由软件：如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能，用优化、高效的软件实现。假设两个使用IP协议的站点通过第三层交换机进行通信的过程，发送站点A 在开始发送时，已知目的站的IP 地址，但尚不知道在局域网上发送所需要的MAC地址。要采用地址解析(ARP)来确定目的站的MAC 地址。发送站把自己的IP 地址与目的站的IP地址比较，采用其软件中配置的子网掩码提取出网络地址来确定目的站是否与自己在同一子网内。若目的站B 与发送站A 在同一子网内，A 广播一个ARP请求，B 返回其MAC 地址，A 得到目的站点B 的MAC 地址后将这一地址缓存起来，并用此MAC 地址封包转发数据，第二层交换模块查找MAC地址表确定将数据包发向目的端口。若两个站点不在同一子网内，如发送站A 要与目的站C 通信，发送站A要向"缺省网关"发出ARP(地址解析)封包，而"缺省网关"的IP 地址已经在系统软件中设置。这个IP地址实际上对应第三层交换机的第三层交换模块。所以当发送站A 对"缺省网关"的IP 地址广播出一个ARP请求时，若第三层交换模块在以往的通信过程中已得到目的站B 的MAC 地址，则向发送站A 回复B 的MAC地址；否则第三层交换模块根据路由信息向目的站广播一个ARP 请求，目的站C 得到此ARP 请求后向第三层交换模块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复给发送站A 。以后，当再进行A 与C 之间数据包转发时，将用最终的目的站点的MAC地址封包，数据转发过程全部交给第二层交换处理，信息得以高速交换。
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路由器工作原理与第三层交换
第三层交换是在第二层交换机上插入一个路由模块，利用交换机的高速背板路由模块和
其它的交换模块高速交换数据。在这种情况下，当A主机要向B主机发送数据时，A将B的
IP地址和自己的相比较。如果确认B与A是同一个子网，A将发送一个广播ARP，B返回其
MAC地址；于是A用MAC封装数据后，发向交换机，交换机通过查找MAC与端口对应表将数
据发向B主机的端口。如果A与B不在同一子网，A向预先设置的缺省网关(就是路由模块)
发送ARP请求。路由模块查找是否在以往的交换中已保存有B主机的MAC地址，有则返回
给A主机，否则对B所在子网广播ARP，将获得的MAC保存再发回给A。以后A要再发送数据
给B，就不用通过路由模块，直接的MAC封装，使子网间的数据交换速度和同一子网的相
差无几。
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