协议分析Linux RARP协议与传统 IPV4的不同之处

1. 简介

在深入探讨Linux RARP协议与传统IPV4的不同之前，首先需要了解一下RARP协议和IPV4协议的基本知识：

RARP（Reverse Address Resolution Protocol）协议是一种用于通过MAC地址获取IP地址的网络协议。

IPV4（Internet Protocol Version 4）是目前广泛使用的IP协议版本，是互联网上数据通信的基础。

2. RARP协议

2.1 协议原理

RARP协议的工作原理与传统ARP协议相反，它通过MAC地址获取IP地址。当一台计算机启动时，会发送一个RARP请求广播消息，请求获取自己的IP地址。RARP服务器会收到该请求，然后返回相应的IP地址给该计算机。这样，该计算机就可以使用获取到的IP地址进行网络通信。

2.2 协议格式

RARP协议的数据包格式如下：

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          HARDWARE TYPE          |          PROTOCOL TYPE          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          HARDWARE SIZE          |          PROTOCOL SIZE          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            OPERATION                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            SENDER HARDWARE ADDRESS               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            SENDER PROTOCOL ADDRESS               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            TARGET HARDWARE ADDRESS               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            TARGET PROTOCOL ADDRESS               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

其中，各字段的含义如下：

HARDWARE TYPE：硬件类型，表示网络适配器的类型，如以太网。

PROTOCOL TYPE：协议类型，表示网络层协议的类型，如IPv4。

HARDWARE SIZE：硬件地址长度，表示MAC地址的长度。

PROTOCOL SIZE：协议地址长度，表示IP地址的长度。

OPERATION：操作字段，表示请求类型，如请求IP地址。

SENDER HARDWARE ADDRESS：发送方的MAC地址。

SENDER PROTOCOL ADDRESS：发送方的IP地址。

TARGET HARDWARE ADDRESS：目标的MAC地址。

TARGET PROTOCOL ADDRESS：目标的IP地址。

3. IPV4协议

3.1 协议原理

IPV4协议是一种网络层协议，它负责将数据包从源主机发送到目标主机。IPV4协议使用32位的IP地址来唯一标识网络中的主机和路由器。当发送方的主机要发送数据包时，它会将数据包封装成IPV4协议格式，并指定目标主机的IP地址。中间的路由器通过查找路由表，将数据包逐跳转发，直到达到目标主机。

3.2 协议格式

IPV4协议的数据包格式如下：

  0                   1                   2                   3
  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum       |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                       Source Address                          |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Destination Address                        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Options                    |    Padding    |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

其中，各字段的含义如下：

Version：IP协议版本，如IPV4。

IHL：Internet Header Length，指明IPV4协议头的长度。

Type of Service：服务类型，用于指定数据包的服务质量。

Total Length：总长度，包括IP协议头和数据部分的长度。

Identification：标识字段，用于IP分片和组包操作。

Flags：标记字段，用于指示是否需要进行分片和组包操作。

Fragment Offset：偏移字段，用于指定IP数据包分片的偏移量。

Time to Live：生存时间，指定数据包在网络中的最长存活时间。

Protocol：协议字段，指明上层协议的类型，如TCP、UDP等。

Header Checksum：校验和字段，用于检验IP协议头的完整性。

Source Address：源IP地址。

Destination Address：目标IP地址。

Options：可选字段，用于扩展IP协议的功能。

Padding：填充字段，用于保证IP协议头的长度是32位的整数倍。

4. RARP协议与IPV4协议的不同

从上面的协议介绍可以看出，RARP协议与IPV4协议有以下几个不同之处：

RARP协议是用于通过MAC地址获取IP地址的，而IPV4协议是用于将数据包从源主机发送到目标主机的。

RARP协议的数据包格式与IPV4协议的数据包格式不同，字段含义也不完全相同。

RARP协议主要用于启动阶段获取IP地址，而IPV4协议在整个网络通信过程中都会被使用。

5. 结论

综上所述，RARP协议与IPV4协议在功能和数据包格式上存在明显的差异。了解这些差异有助于我们更好地理解网络协议的运作方式，并能够更好地应用它们进行网络通信。