以太网协议和ARP协议

数据链路层负责相邻设备之间的传输，其关键作用的是MAC地址。

MAC地址用于识别数据链路中互联的节点；MAC地址长48个比特位。

  

以太网帧格式

类型：网络层使用的协议

CRC校验：检验数据链路层数据帧是否出错 

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只要确定了IP地址，就可以像这个目标发送IP数据报。在底层，进行实际通信时有必要知道每个IP地址所对应的MAC地址。

如果不知道，就无法传输数据了。

而解决这个问题，需要运用ARP协议。

ARP协议是通过IP地址获取MAC地址。

ARP协议的工作流程：

      为了获得目的主机的MAC地址，要通过广播发送一个ARP请求包。这个包包含了想要知道的MAC地址主机的IP地址。广播的包被同一链路上所有的主机或路由器接收，并被解析。如果ARP请求包中的目标IP地址和自己的IP地址一至，那么就将自己的MAC地址塞入ARP响应包返回。

注：

也就是说

       ARP协议只在子网内部有效

      ARP请求是广播发送的，如果目标主机收到则进行处理，如果不是目标主机收到，则丢弃掉。

ARP缓存表

如果每发送一个IP数据报都要进行一次ARP请求以此确定MAC地址，那么将会造成不必要的网络流量。

为了解决上面问题，我们可以将刚得到的映射关系存入ARP缓存表一段时间（20min，即ARP缓存表的老化时间）。

如果在数据链路层没有在缓存表当中发现目的MAC地址，则发送ARP请求获取，否则直接从缓存表当中获取。

 

 

 

ARP数据报格式

以太网目的地址：ARP请求的目的MAC地址，全填充为1，表示广播地址

以太网源地址：ARP请求主机的MAC地址

帧类型：表示上层使用的协议（ARP协议是基于网络层和数据链路层之间的协议）

28字节的请求或应答：

2字节硬件地址类型：运行ARP网络的类型，以太网。

2字节协议类型：表示要映射的协议地址类型。它的值为0x0800表示IP地址类型

1字节的协议地址长度：IP地址的长度

op：标识是ARP请求还是ARP应答  1标识请求，2表示应答

发送端以太网地址：发送ARP请求或者应答主机的MAC地址

4字节发送端IP地址：发送端ARP请求或者应答主机的IP地址

目的以太网地址：

       ARP请求：填充 0x0000 0000 0000

      ARP应答：填充的是ARP请求中的源MAC地址

目的IP地址：目标主机的IP地址