网络协议笔记-网络层-ARP协议
【2-地址解析协议ARP】
【2.1-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。
【2.2-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。
【2.3-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。
【2.4-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。
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