ARP协议的工作流程

网络层的ARP协议

通过ARP协议知道对方的mac地址，已经知道对方ip地址的情况下，不知道mac地址。定义了一个ARP协议来解决这个问题。

因为在数据链路层的时候需要知道一个mac地址，然后才能进行数据链路层的封装。所以需要通过网络层的ARP协议来获取mac地址。

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物理地址：是这台电脑的mac地址。

IPv4地址：是这台电脑的ip地址。

通过ip对应成域名。mac地址不方便记忆，所以最先记住的是ip地址或域名。

要进行数据链路层的封装又必须要知道它的mac地址。所以用ARP协议，通过ip地址获取对方的mac地址。

1.ARP协议的目的

ARP-地址解析协议，实现通过对方的ip地址（域名）寻找对方的mac地址。

2.ARP协议通讯过程

举个例子：

图片来自网络

目的：老师想给班级里一个学生a发消息催作业，用微信。

「老师」 ：

1.先去微信通讯录查找有没有同学a的微信，如果有，直接给同学a发消息，让她交作业。

2.没有同学a的微信。去班级群发消息：“同学a的微信，给我一下，我是某某老师。”

同学a看到群里消息，她把微信单独发给老师。老师收到同学a回复的微信消息。

3.老师加好友，可以在微信通讯录找到同学a，可以直接发消息了。

给同学a单独发了一条消息："同学a，我们要交作业了。"

同学a单独回复："我马上交作业。""

「同学a」 ：

1.添加老师的微信到微信通讯录。

2.私聊发消息。

这个过程就是ARP协议实现的过程。

同上：

图片来自网络

主机a给主机b发消息进行通信。

1.主机a找主机b的mac地址。

知道主机b的ip地址：192.168.1.2

主机a的ip地址：192.168.1.1

现在主机a要发消息，找主机b的mac地址。ARP表和微信通讯录很相似（ip地址和mac地址的对应表）。

如果找到了mac地址，去数据链路层封装mac地址，进行数据包的发送。如果在arp表里没有找到ip地址对应的mac地址，主机a发消息给主机b所在的主机群组。

主机a发广播消息：“谁有主机b（192.168.1.2）的mac地址，我是主机a（192.169.1.1）。”

主机b回复主机a一条单播消息：“我就是192.168.1.2，我的mac地址是xxxxx。”

2.主机b收到主机a的广播消息后，在回复消息之前。主机b保存主机a的mac地址和ip地址到自己的ARP表里面。

再找主机a通信的时候，就直接在ARP表里面找到主机a的ip地址和mac地址的对应关系，直接发送单播消息。

3.主机a收到主机b的单播消息，同样把主机b的ip地址和mac地址保存到ARP表里。

3.总结

1.主机a首先查看自己的ARP表，如果找到了主机b的mac地址，则直接对ip数据包进行帧封装，发送给主机b。

2.如果主机a在ARP表中找不到主机b的mac地址，则将缓存该数据报文，然后以 「广播方式」 发送一个arp请求报文。

ARP请求报文中带上 「源ip地址和源mac地址（主机a）」 ，目标ip地址和目标mac地址为主机b的ip地址和 「全0的mac地址」 。

广播，该网段上的所有主机都可以接收到该请求。但只有被请求的主机（即主机b）会对该请求进行处理。

3.主机b比较自己的ip地址和ARP请求报文中的目标ip地址，当两者相同时进行如下处理：将arp请求报文中的发送端（即主机a）的ip地址和mac地址存入自己的ARP表中。

之后以 「单播方式」 发送arp响应报文给主机a，其中包含了自己的 「mac地址」 。

4.主机a收到ARP响应报文后，将主机b的mac地址加入到自己的ARP表中以用于后续报文的转发，同时将ip数据包进行封装后发送出去。