网络协议笔记-网络层-ARP协议

【1-地址解析协议ARP】

【1.1-基本概念】

　　地址解析协议ARP的作用是根据主机的IP地址，找出该主机的硬件地址。

【1.2-为什么要使用ARP】

　　在数据传输过程中，网络层使用的IP地址，但是在实际传输的时候，数据是从网络的数据链路上传送数据帧的（就是数据链路层所做的工作，七层网络结构中，数据从上往下移动），所以最终还是需要使用网络的硬件地址。因为七层网络结构中每一层都是黑盒的，所以在讨论数据在网络层传输的时候，就忽略了对数据链路层的讨论。

【1.3-ARP的简要工作原理】

　　每一台主机都有一个ARP高速缓存表，用来存储主机所在局域网上所有主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。当网络层传输数据时，指明数据的目的IP地址，然后通过目的IP地址在ARP高速缓存表中找到该主机的硬件地址，即目的主机的硬件地址，然后把网络层的IP数据报加上源硬件地址和目的硬件地址，封装成MAC帧（数据链路层的数据传输单位）在数据链路上进行数据传输。

【1.4-ARP怎么获取本网络其他主机的IP地址硬件地址的映射关系】

　　假设主机A要向本网络中的主机B发送IP数据报，首先主机A在自己的ARP高速缓存表中根据主机B的IP地址找对应的硬件地址，如果找到了，就这个硬件地址写到MAC帧，然后通过局域网把这个MAC帧发送到这个硬件地址。如果没有找到，主机A就向自己所在的局域网广播ARP请求分组，这个请求分组中的信息是这样的，“主机A的IP的地址，主机A的硬件地址，目的主机B的IP地址”；接着这个网络上的所有主机都收到这个请求，都各自检查请求中目的主机的IP地址是不是自己，如果不是，就不做任何响应，如果是，就先把主机A的IP地址和硬件地址的映射关系在自己的ARP高速缓存表中保存一下，然后向主机A发送单播响应信息，信息内容是这样的，“主机B（自己）的IP地址，主机B（自己）的硬件地址”；主机A收到主机B的单播响应信息之后，就把映射关系缓存在自己的ARP高速缓存表中，最后把主机B的硬件地址写到MAC帧中，通过局域网把MAC帧发送到主机B的硬件地址。

　　假设主机B的硬件地址换了，主机A中保存的映射关系不就变成错误的了吗？ 解决办法就是，本机的ARP高速缓存表有个过期时间，一定时间内容会清空，重新更新这个高速缓存表。

　　当目的主机B和主机A不在同一个网络中怎么办？如果是这样，那么主机A的ARP高速缓存表中保存的就是两个网络之间的路由器的硬件地址，主机A根据路由器地址解析出路由器的硬件地址，然后把MAC帧发送给路由器，然后就不管了，由路由器再做ARP的解析去把数据最终发送到目的主机B的硬件地址去。个人理解也可以把这个路由器当成一个主机。