ARP：地址解析协议

我们假设这样一个场景：你需要和你网络中的一个设备进行通信，这个设备可能是某种服务器。你用来创建这个通信的应用已经得到了这个远程主机的ip地址，也意味着系统已经有了用来构建它想要在第三层到第7层传递数据包所需要的信息。这时它所需要的唯一的信息就是第二层包含目标主机MAC地址的数据链路层数据。

之所以需要MAC地址，是因为网络中用于连接各个设备的交换机使用了内容寻址寄存器（CAM），这个表列出了它在每一个端口所有连接设备的MAC地址。当交换机收到了一个指定MAC地址的流量，它会使用这个表，来确定应该使用哪个端口发送流量。如果目标的MAC地址是未知的，这个传输设备会首先在它的缓存中查询这个非地址，如果没有查询到，就需要ARP协议将ip地址解析成MAC地址。

这个计算机A会发出一个ARP请求，基本就是大家好，我的ip地址是多少，我的MAC地址是多少；我需要向B发送信息，但我不知道它的MAC地址，谁有B的MAC地址？这个消息被广播到网段中的所有设备，不是这个ip地址的设备就请丢弃这个数据。而拥有这个ip地址的设备就发送一个ARP请求，告诉A我拥有这个ip地址，我的MAC是多少。

上图是wireshark所抓取的网络包，是ARP请求，这个数据包的目的地址是ff:ff:ff:ff:ff:ff，这是一个广播地址，会发送到当前网段的所有的设备，这个数据包中以太网的源地址就是我们的MAC地址。这个ARP数据包列出了发送方的ip地址和MAC地址 ，以及接收方的ip地址，但接收方的MAC地址是未知的，所以是00：00：00：00：00：00；

上图是wireshark抓取的arp回复，显示出是reply，给出了目标设备的MAC地址。

这就是一个简单的ARP解析协议。

在很多不的情况下，一个设备的IP地址是可以改变的，当这样的改变发生后，网络主机中缓存的IP和MAC地址映射就不再有效了，无偿的ARP就会发送，更新交换机MAC地址和ip地址的映射缓存。