ARP协议
ARP协议，全程地址解析协议，它解决的是网路层地址和链路层地址之间的转换问题，因为一个IP数据包在物理上传输的过程总是需要知道下一挑该去往何处，但IP地址属于逻辑地址，而MAC地址才是物理地址，ARP协议解决了IP地址转MAC地址的一些问题
MAC地址：网络上各接口的唯一标识。
工作原理
ARP协议工作核心：ARP表
每个网络设备都维护一个ARP表，表中记录了某些其他网络设备的IP-MAC的映射关系，该映射关系以<IP, MAC, TTL>三元组形式存储，其中，TTL为该映射关系的生存周期，超过该时间，该条目就会被丢弃
ARP工作原理分两种场景讨论：
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同一局域网内的MAC寻址
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从一个局域网到另一个局域网中的网络设备的寻址
同一局域网MAC寻址
假设，主机A想给同一局域网内的主机B发送IP数据报文
当主机发送IP数据报文时，只知道目的地的IP地址，不知其MAC地址，ARP协议就是解决这一问题的
主机A通过ARP协议来获取主机B的MAC地址，并将IP报文封装成链路层帧，发送到下一跳，过程如下：
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主机 A 检索自己的 ARP 表，发现 ARP 表中并无主机 B 的 IP 地址对应的映射条目
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主机 A 将构造一个ARP查询分组 (用于查询目标主机MAC地址的报文)，并将其广播到所在的局域网中。
ARP 分组是一种特殊报文，ARP 分组有两类，一种是查询分组，另一种是响应分组，它们具有相同的格式。均包含发送和接收的IP地址、发送和接收的MAC地址。
其中，ARP查询分组包含发送主机的IP地址和MAC地址，以及接收主机的IP地址，但没有接收主机的MAC地址（因为这是我们要查询的），而是一个特殊值
FF-FF-FF-FF-FF-FF即广播地址
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主机A将构造的查询分组广播到局域网中，局域网中的每个设备都会收到该分组，并检查分组中接收方的IP地址是否是自己的IP地址，如果是，则表示查询到主机B，否则丢弃
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主机B确定是对自己的查询后：
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将主机A的IP地址和MAC地址记录到自己的ARP表中
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会构造一个ARP响应分组，以单播的形式发送给主机A，告知自己的MAC地址
响应报文包含主机B的IP地址和MAC地址，以及主机A的MAC地址，也就是报文的目的地址
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主机A最后会接收到主机B的响应，提取出该分组中的IP地址和MAC地址，构造映射关系，记录到自己的ARP表中
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之后主机A就可以给主机B发送数据包了
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如果主机 B 的 IP-MAC 映射信息已经存在于主机 A 的 ARP 表中，那么主机 A 无需广播，只需提取 MAC 地址并构造链路层帧发送即可。
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ARP 表中的映射信息是有生存周期的，典型值为 20 分钟。
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目标主机接收到了问询主机构造的问询报文后，将先把问询主机的 IP-MAC 映射存进自己的 ARP 表中，这样才能获取到响应的目标 MAC 地址，顺利的发送响应分组
总结来说，ARP 协议是一个广播问询，单播响应协议
跨区域网寻址
当发送主机和接收主机不在同一个子网内时，就无法通过ARP协议直接获取接收主机的MAC地址，因为ARP协议不能跨网络使用，此时就需要路由器协助获取。
首先需要明确的是，路由器是有多个接口的，每个接口各自维护一个ARP表。工作流程如下：
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主机 A 查询 ARP 表，期望寻找到目标路由器的本子网接口的 MAC 地址
目标路由器指的是，根据目的主机 B 的 IP 地址，分析出 B 所在的子网，能够把报文转发到 B 所在子网的那个路由器
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主机 A 未能找到目标路由器的本子网接口的 MAC 地址，将采用 ARP 协议，问询到该 MAC 地址，由于目标接口与主机 A 在同一个子网内，该过程与同一局域网内的 MAC 寻址相同
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主机 A 获取到目标接口的 MAC 地址，先构造 IP 数据报，其中源 IP 是 A 的 IP 地址，目的 IP 地址是 B 的 IP 地址，再构造链路层帧，其中源 MAC 地址是 A 的 MAC 地址，目的 MAC 地址是本子网内与路由器连接的接口的 MAC 地址。主机 A 将把这个链路层帧，以单播的方式，发送给目标接口
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目标接口接收到了主机 A 发过来的链路层帧，解析，根据目的 IP 地址，查询路由转发表，将该 IP 数据报转发到与主机 B 所在子网相连的接口上，此时，该帧就转移到目的主机所在的子网了
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路由器接口查询 ARP 表，期望寻找到主机 B 的 MAC 地址
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路由器接口如未能找到主机 B 的 MAC 地址，将采用 ARP 协议，广播问询，单播响应，获取到主机 B 的 MAC 地址
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路由器接口将对 IP 数据报重新封装成链路层帧，目标 MAC 地址为主机 B 的 MAC 地址，单播发送，直到目的地
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