ARP协议与交换机原理

ARP协议概述

局域网中主机的通信

IP地址与Mac地址

什么是ARP协议

Address Resolution Protocol，地址解析协议
将一个已知的IP地址解析成Mac地址
ARP是地址解析协议（Address Resolution Protocol）是通过解析IP地址得到Mac地址的，是一个在网络协议包中极其重要的网络传输协议，它与网卡有着极其密切的关系，在TCP/IP分层结构中，把ARP划分为网络层，为什么呢,因为在网络层看来，源主机与日标主机是通过TP地址进行识别的,而所有的数据传输又依赖网卡威层硬件，即链路层，那么就需要将这些TP地址转换为链路层可以识别的东西，在所有的链路中都有着自己的一套寻址机制,如i在以太网中使用MAC地址进行寻址，以标识不同的主机，那么就需要有一个协议将IP地址转换为MAc地址，由此就出现了ARP协议,所有ARP协议在网络层被应用，它是网络层与链路层连接的重要枢组，每当有一个数据要发送的时候都需要在通过ARP协议将Ip地址转换成MAc地址，在1P层及其以上的层次看来，他们只际说IP地址、从不跟硬件打交道

ARP协议是如何工作的
为了实现IP地址与Mac地址的查询与转换，ARP协议引入了ARP缓存表的概念，每台主机或路由器在维护着ARP缓存表（ARP table），这个表包含I地址到AAc地址的映射关系，表中记录了<IP地址,Mac地址>对，我称之为ARP表项，如我们前面那张图所展示的一样，他们是主机最近运行时获得关于其他主机的IP地址到MAc地址的映射，当需要发送数据的时候，主机就会根据数据报中的目标IP地址信息，然后在ARP缓存表中进行查找对应的MAc地址，最后通过网卡将数据发送出去。ARP缓存表包含一个寿命值(TTL，也称作生存时间)，它将记录每个ARP表项的生存时间，生存时间到了就会从缓存表中删除。从一个表项放置到ARP缓存表中开始,一个表项通常的生存时间一般是10分钟吗，当然，这些生存时间是可以任意设置的

注：ARP缓存表中是每个IP对应的Mac地址

工作原理（结合交换机原理）

pc1 想和 pc2 通讯
1. pc1 先查看arp缓存表中是否有 pc2 的 arp 表项2.没有表项 会发送ARP 广播 查询 192.168.1.2 的mac地址3. arp 到达交换机，交换机 会转发广播，所有机器都能收到 ARP广播，但是只有 pc2 会回复。
4. pc2 回复的是 arp 报文 交换机看不懂， 直接穿过5. pc1 收到 pc2的 回复得到 pc2 的 mac 地址 完成数据封装
6.发送数据顿到 交换机
7. 交换学习 源mac地址 (pc1)查询 去往pc2该怎么走
8. 没有就泛洪，广播
9. pc2 收到广播 会单播回复，其他主机会丢弃广播10.pc2回复数据顿 经过交换机，会自动学习 pc2 的源mac地址11. 查询到 去往 pc1 要走1接口
12.下次就可以直接单播通信