網(wǎng)絡(luò)層的ARP協(xié)議

通過(guò)ARP協(xié)議知道對(duì)方的mac地址，已經(jīng)知道對(duì)方ip地址的情況下，不知道m(xù)ac地址。定義了一個(gè)ARP協(xié)議來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

因?yàn)樵跀?shù)據(jù)鏈路層的時(shí)候需要知道一個(gè)mac地址，然后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的封裝。所以需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層的ARP協(xié)議來(lái)獲取mac地址。

打開(kāi)控制面板-網(wǎng)絡(luò)連接-連接詳細(xì)信息

物理地址：是這臺(tái)電腦的mac地址。

IPv4地址：是這臺(tái)電腦的ip地址。

通過(guò)ip對(duì)應(yīng)成域名。mac地址不方便記憶，所以最先記住的是ip地址或域名。

要進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的封裝又必須要知道它的mac地址。所以用ARP協(xié)議，通過(guò)ip地址獲取對(duì)方的mac地址。

1.ARP協(xié)議的目的

ARP-地址解析協(xié)議，實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)方的ip地址（域名）尋找對(duì)方的mac地址。

2.ARP協(xié)議通訊過(guò)程

舉個(gè)例子：

圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

目的：老師想給班級(jí)里一個(gè)學(xué)生a發(fā)消息催作業(yè)，用微信。

「老師」 ：

1.先去微信通訊錄查找有沒(méi)有同學(xué)a的微信，如果有，直接給同學(xué)a發(fā)消息，讓她交作業(yè)。

2.沒(méi)有同學(xué)a的微信。去班級(jí)群發(fā)消息：“同學(xué)a的微信，給我一下，我是某某老師?！?/p>

同學(xué)a看到群里消息，她把微信單獨(dú)發(fā)給老師。老師收到同學(xué)a回復(fù)的微信消息。

3.老師加好友，可以在微信通訊錄找到同學(xué)a，可以直接發(fā)消息了。

給同學(xué)a單獨(dú)發(fā)了一條消息："同學(xué)a，我們要交作業(yè)了。"

同學(xué)a單獨(dú)回復(fù)："我馬上交作業(yè)。""

「同學(xué)a」 ：

1.添加老師的微信到微信通訊錄。

2.私聊發(fā)消息。

這個(gè)過(guò)程就是ARP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。

同上：

圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

主機(jī)a給主機(jī)b發(fā)消息進(jìn)行通信。

1.主機(jī)a找主機(jī)b的mac地址。

知道主機(jī)b的ip地址：192.168.1.2

主機(jī)a的ip地址：192.168.1.1

現(xiàn)在主機(jī)a要發(fā)消息，找主機(jī)b的mac地址。ARP表和微信通訊錄很相似（ip地址和mac地址的對(duì)應(yīng)表）。

如果找到了mac地址，去數(shù)據(jù)鏈路層封裝mac地址，進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送。如果在arp表里沒(méi)有找到ip地址對(duì)應(yīng)的mac地址，主機(jī)a發(fā)消息給主機(jī)b所在的主機(jī)群組。

主機(jī)a發(fā)廣播消息：“誰(shuí)有主機(jī)b（192.168.1.2）的mac地址，我是主機(jī)a（192.169.1.1）?！?/p>

主機(jī)b回復(fù)主機(jī)a一條單播消息：“我就是192.168.1.2，我的mac地址是xxxxx?！?/p>

2.主機(jī)b收到主機(jī)a的廣播消息后，在回復(fù)消息之前。主機(jī)b保存主機(jī)a的mac地址和ip地址到自己的ARP表里面。

再找主機(jī)a通信的時(shí)候，就直接在ARP表里面找到主機(jī)a的ip地址和mac地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直接發(fā)送單播消息。

3.主機(jī)a收到主機(jī)b的單播消息，同樣把主機(jī)b的ip地址和mac地址保存到ARP表里。

3.總結(jié)

1.主機(jī)a首先查看自己的ARP表，如果找到了主機(jī)b的mac地址，則直接對(duì)ip數(shù)據(jù)包進(jìn)行幀封裝，發(fā)送給主機(jī)b。

2.如果主機(jī)a在ARP表中找不到主機(jī)b的mac地址，則將緩存該數(shù)據(jù)報(bào)文，然后以 「廣播方式」 發(fā)送一個(gè)arp請(qǐng)求報(bào)文。

ARP請(qǐng)求報(bào)文中帶上 「源ip地址和源mac地址（主機(jī)a）」 ，目標(biāo)ip地址和目標(biāo)mac地址為主機(jī)b的ip地址和 「全0的mac地址」 。

廣播，該網(wǎng)段上的所有主機(jī)都可以接收到該請(qǐng)求。但只有被請(qǐng)求的主機(jī)（即主機(jī)b）會(huì)對(duì)該請(qǐng)求進(jìn)行處理。

3.主機(jī)b比較自己的ip地址和ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)ip地址，當(dāng)兩者相同時(shí)進(jìn)行如下處理：將arp請(qǐng)求報(bào)文中的發(fā)送端（即主機(jī)a）的ip地址和mac地址存入自己的ARP表中。

之后以 「單播方式」 發(fā)送arp響應(yīng)報(bào)文給主機(jī)a，其中包含了自己的 「mac地址」 。

4.主機(jī)a收到ARP響應(yīng)報(bào)文后，將主機(jī)b的mac地址加入到自己的ARP表中以用于后續(xù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)將ip數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝后發(fā)送出去。