4.3-沛县欢乐多（DHCP，ARP，ICMP协议）

开头想说的话，这篇文章介绍DHCP，ARP，ICMP，用故事的方式给你讲述一些计算机网络原理，希望能够对你有所帮助，别担心，故事很有趣的，如果哪里不太合理，请qq我208820388一起讨论讨论。愿人生的路上，你我共勉~

  自从帝国推广了“ IP+子网掩码”，沛县管理村民的方式也发生了变化，之前每个头头儿可有的属下人数时固定的，现在实行了 按玉识人，百姓们只要看到他们腰间的玉（子网掩码），就能推算出这个官员乌纱帽儿有多大，能管多少人了。

1.大人，请为我登记一个名字吧（DHCP协议）

DHCP的英文全称是Dynamic Host Configuration Protocol），该协议用来给一个电脑刚加入局域网，DHCP服务器会为他分配一个可用的IP。

  沛县人口越来越多了，衙役们登记姓名（登记IP）的活儿也越来越重了，百姓们必须先有了名字，然后才能够和其他村民交流呀。而咱们这个衙门可就牛逼了，可是一个村的管理头头。。之一。新加入这个村子（局域网）的都需要到咱这里报个到，拿个名字才能在咱这里混。
  老刘家生了个老三，喜事儿，暂时叫个刘三吧，毕竟还没有去衙门正儿八经的登记呢，平时别人问他，他也说不出什么话儿。这天刘爹刘娘，让刘三写了封信，给衙门老爷请求给个名字，这封信还有讲究呢。刘三儿还不能正常和别人说话，他就只能通过村口的广播来开始第一步了

1. （刘三，广播）老爷老爷，我是刘三儿，我想要个名字。

主机广播DHCP发现报文 ---- “有没有DHCP服务器呀?”试图找到网络中的服务器，服务器获得一个IP地址。

2. （老爷，广播）我是老爷，有有有，我看你骨骼清奇，不如就叫“季”，你要吗？

DHCP服务器广播DHCP提供报文---- "有!”“有!”“有!”服务器拟分配给主机一个IP地址及相关配置，先到先得。

3. （刘三，广播）谢谢老爷，那我以后就叫刘季啦？

主机广播DHCP请求报文 —“我用你给我的IP地址啦?”主机向服务器请求提供IP地址。

4. （老爷，广播）客气啥，用吧用吧

”DHCP服务器广播DHCP确认报文 “!----用吧!正式将IP地址分配给主机。

至此，刘三儿。。不，刘季终于有了属于自己的名字，可以和村子里其他人沟通了。

画外音：
衙役A懵逼中：为啥老爷不直接私信给刘三儿呢？非要广播，吵死了，大家都听到了。
“蠢蛋，你忘记刘三儿他没名字没法和别人说话吗，用了广播大家都能听到，自然包括刘家老三了”衙役B鄙视道。
衙役A好奇道：万一同时有张家老二，孙家老四，赵家老五同时找老爷登记名字呢，都用广播，怎么知道谁是谁？
衙役B傻了：emmm 但是不是有MAC地址吗，他们出生就带有的这个时候在局域网中通信就是靠MAC区别了的，出了咱们这个村子。。这个名字用处就大了。
A：为啥3， 4 步骤的时候仍然广播呢？老爷不是都叫他“季”。。。
B：他还没答应呢，万一老爷同意了叫他“刘季”，而他不同意，老爷怎么能用这个“刘季”的名字去私聊他呢，还是广播吧。害，估计接下来就是发个广播，让大伙儿都知道他的名字了，这样下次就能直接找刘季了。

2.樊屠狗，我来找你啦（ARP协议）

由于在实际网络的链路上传送数据帧时，最终必须使用MAC地址。
ARP：“Address Resolution Protocol”(地址解析协议)，完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射。解决下一跳走哪的问题

MAC：Media Access Control（媒体访问控制），就是在媒体接入层上使用的地址，通俗点说就是网卡的物理地址，必须知道樊屠狗得MAC，刘季儿才能找到他聊天哦~

  虽然大家都有了名字（IP）,可平时聊天还是得写信，这写信嘛，他传输还得靠MAC，所谓MAC呢，就是比更为靠谱的一个识别码。
  在村子里（局域网）怎么找到樊屠狗？

1. 首先肯定是检查自己的电话本（ARP高速缓存，记录通信过的电脑的MAC），毕竟是第一次找嘛，肯定是没有的啦，要是是第二次刘季儿就直接在信上写上MAC啦
2. 没有咋办？找大喇叭啊
   （刘季，广播）：樊屠狗，樊屠狗，这是我的IP还有我的MAC，听到广播请回复
   （樊屠狗，单播）：我私聊你了，这是我的MAC，你可以找我聊天了，我保证不打你+纯真的笑容.jpg

刘季内心：鬼才信你233，不过，如果樊屠狗将来不在这个村子了，我大概也没这么容易找他玩了吧。。。。（注意，这是在同一村子的通信）

3.写信的门道道（ICMP协议）

ICMP:Internet Control Message Protocol,Internet控制报文协议
  一个新搭建好的网络，往往需要先进行一个简单的测试，来验证网络是否畅通；但是IP协议并不提供可靠传输。如果丢包了，IP协议并不能通知传输层是否丢包以及丢包的原因。 所以我们就需要一种协议来完成这样的功能–ICMP协议。

  说到写信的门道道，我萧某人自称第二，还没人敢称第一呢，通过这玩意，我能确认这两点：1. 确认IP包是否成功到达目标地址 。2. 通知在发送过程中IP包被丢弃的原因 。
且看我第一个技能ping：喂，你收到我的信息没

  看到没哥的ping得到的信息，什么TTL？这个是time to live 啊，说的是我这个包经过了多少人，每经过一个人，他就自动减一，我就能知道这封信经了多少人转发。初始是多少？emm我ping了下我自己，ping 127.0.0.1 得到的是TTL=64，那这张图就应该是64-52=12个人（路由器）咯？

那么如何验证的呢？
（1）ping命令会先发送一个 ICMP Echo Request给对端
（2）对端接收到之后, 会返回一个ICMP Echo Reply
（3）若没有返回，就是超时了，会认为指定的网络地址不存在。
PING：测试两个主机之间的连通性，使用了ICMP回送请求和回答报文。

  还不够？哼哼我还能知道他们都经过了什么人！知道他们的IP，这就是我第二个技能tracert：哼 我来看看都有谁经手了我的信

哼哼，这个就是刚才的TTL应用了，我第一个TTL设置为1，它到达了第一个路由器，就会减为0，就失效啦，路由器应该将“ICMP 已超时”的消息发回给我，我就能知道他的信息啦。你看第一个不正是我家的路由器192.168.1.1嘛。

  Tracert（跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定 IP 数据包访问目标所采取的路径。Tracert 命令用 IP 生存时间 (TTL) 字段和 ICMP 错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由。
  Tracert 先发送 TTL 为 1 的回应数据包，并在随后的每次发送过程将TTL递增 1，直到目标响应或 TTL 达到最大值，从而确定路由。

  “没想到这个姓萧的这么鸡贼啊，要不咱们先打他一顿吧，姓刘的你找棍子吓吓他先。。砖头太硬了。。。你先放下啊。。别上。。。”

  沛县虽小，潜龙之地。

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章评：

• 一台电脑刚加入一个局域网，是需要DHCP来给他分配一个IP，才能进行之后的操作的，你的手机连上别人家的wifi，也是有这个过程的~
• 同一个局域网，两台电脑通信，至少直到对方的MAC才能通信，这个ARP协议就是个大喇叭，广播给这个局域网的所有电脑，从而获得到另一台电脑的MAC
• ICMP协议嘛，你至少的直到你的信到了没，万一出了意外情况也有个报错给你看。win系统下的ping,tracert就是个经典的应用

题外话

• 网络层起到的作用可不小啊，比如控制子网的运行，如逻辑编址、分组传输、路由选择
• IP完成数据从源发送到目的的基本任务，即确定两台电脑在互联网上的位置。
• MAC虽然也能完成一部分寻址的作用，但范围小的多（局域网中常用）。
• 为什么不用MAC代替IP呢，都能寻址唉？MAC好比人的身份证，IP好比说是xx省-xx市-xxx县-xx村-xx（姓名），你用IP来问路人说这个人在哪里，他可能不知道，但至少能给你指明xx省在哪里，你到那个省问路人，他至少能给你指明xx市在哪里。。直到你到了那个人所在的村，这不就找到了吗！你试试用身份证问人，哼！比较小的局域网还好，互联网怎么可能找得到呢

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参考连接

1. ICMP协议详解
2. DHCP协议-主机如何从局域网中获取一个ip？
3. 比较ping,tracert和pathping等命令之间的关系
4. ARP是什么？ARP基础知识介绍