IP协议2

Posted 2020-11-29 123zhangyue

ARP

只要确定了IP地址,就可以向这个目标地址发送IP数据报。然而在底层数据链路层,进行实际通信时,却需要知道每个IP地址所对应的MAC地址

 

ARP 协议(Address Resolution Protocol)用于通过目标 IP 地址，定位下一个接收数据包的网络设备的 MAC 地址。如果目标主机处在同一个数据链路上，那么可以直接得到目标主机的 MAC 地址，否则会得到下一条路由器的 MAC 地址。

 

ARP 协议的工作原理可以分为两部分：ARP 请求和 ARP 响应。 首先，源主机会通过广播发送一个 ARP 请求包：“我要与 IP 地址为 xxx 的主机通话，谁知道它的 MAC地址？”。

 

数据链路上的所有主机都会收到这条消息并检查自己的 IP 地址，如果与 ARP 请求包中的 IP 地址一致，主机就会发送 ARP 响应包：“我就是 IP 地址为 xx

在实际的使用过程中，每次往目标主机发送数据都要使用 ARP 是很低效的，通常的做法是把获取到的 MAC 地址缓存一段时间。一般来说，一旦源主机向目标地址发送一个数据包，接下来继续发送多次的概率非常大，因此这种缓存非常容易命中。

 

当下一次发送 ARP 请求或超过一定时间后，缓存都会失效，这保证了即使 MAC 地址与 IP 地址的对应关系发生了变化，数据包依然能够被正确的发往目标地址。

 

IP地址和MAC地址缺一不可?

 

MAC 和 IP 地址虽然看上去功能类似(都是用于唯一区分主机)，但是两者缺一不可。如果只有 IP 地址，虽然可以跳过 ARP，直接在数据链路上发一个广播，但是这仅适用于通信双方处于同一个数据链路下的情况。如果双方处于不同的数据链路，数据报无法穿透中间的路由器。

 

仅凭MAC地址,人们无法知道这台机器所处的位置。如果全世界只用 MAC 地址，那么网桥就得向全世界发包,那么请参考交换机的自学过程，可以想象这个过程会带来庞大的，不必要的流量,而且网桥要维护一张巨大的表格来维护所有学到的MAC地址,当这些信超过网桥极限,就没法工作了,也就无法通信了。

 

正因为 MAC 和 IP 地址缺一不可，所以才产生了 ARP 这样的协议将两者关

 

通常ARP包会被路由器隔离,但是采用代理ARP的路由器可以将ARP请求转发给邻近的网段。由此两个以上网段的节点之间可以像在同一个网段中一样进行通信。

一般情况下有路由器连接多个网络时,会在每个网段定义各自的子网,从而进行路由控制,但是对于那些不支持设定子网掩码的老设备,不适用代理ARP,有时就无法更好的使用网络。