以太网基础——ARP协议

原创

已于 2024-08-08 13:06:14 修改

· 1k 阅读

15 ·

版权

文章标签：

#网络协议

于 2024-04-06 23:17:53 首次发布

本文详细介绍了ARP协议的工作原理，包括MAC地址的概念，ARP协议的作用，ARP工作流程，以及ARP帧的格式。通过示例解释了主机如何通过ARP找到目标主机的MAC地址，从而实现网络通信。同时，还探讨了ARP缓存表的重要性及其在数据包发送中的角色。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1：什么是MAC地址

MAC地址（Media Access Control Address），直译为媒体访问控制位，也称为局域网地址（LAN address），MAC地址，以太网地址（Ethernet Address）或物理地址（Physical Address）它是一个用来确认网络设备位置的地址。

它是网络设备（如计算机，手机，路由器等）在物理层上唯一的身份标识符，它由48位（6Byte）二进制数组成，（例如：00:11:22:33:44:55），每两个数用冒号或者短横线隔开，MAC地址是由设备厂商预设的，无法修改，因此可以用来区分不同的网络设备，在局域网中，数据包的传输是根据MAC地址进行路由的。

注：简单来说,IP地址标识网络中的逻辑设备，MAC地址标识物理设备。在以太网通信中,MAC地址是最重要的寻址标识,IP地址则用于更高层的逻辑寻址和路由。理解二者的区别非常重要。

2：什么是ARP协议

ARP（Address Resolution Protocal，地址解析协议）是一种网络协议，用于将IP地址转换成MAC地址，以便在网络中传输数据，它可以通过广播的方式使网络中的所有主机都能知道IP地址与MAC地址的对应关系，从而实现网络上的数据通信。

当主机需要与另一个主机通信时，它会首先向网络中广播一个ARP请求，询问该主机的MAC地址，接收该请求的主机会返回自己的MAC地址，以便发送方能够将数据发送到接收方，ARP协议是IPv4中非常重要的一种协议，它是实现网络通信的关键之一，（注意：ARP只用于IPv4协议中，IPv6协议使用的是Neighbor Discovery Protocal，译为邻居发现协议，它被纳入ICMPv6中）

简而言之，ARP就是一种解决地址问题的协议，它以IP地址为线索，定位下一个应该接收数据分包的主机MAC地址，如果目标主机不在同一个链路上，那么会查找下一跳路由器的MAC地址。

3：ARP工作流程

主机A的IP地址为192.168.1.1，MAC地址为0A-11-22-33-44-01；

主机B的IP地址为192.168.1.2，MAC地址为0A-11-22-33-44-02；

当主机A要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址（192.168.1.2）解析成主机B的MAC地址，以下为工作流程：

第1步：根据主机A上的路由器内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
第2步：如果主机A在ARP缓存中没有找到映射，它将询问192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，它将丢弃ARP请求。
第3步：主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
第4步：主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
第5步：当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。

下面我们通过图片进一步理解一下：