mac地址，IP地址和arp协议

mac地址

   Mac地址是一种位于网络设备（网卡，手机，路由器等）上面的地址，全球唯一，是在局域网通信时进行寻找的标志，确保在局域网中消息可以发送到对应设备上，由12位16进制数构成，也因为如此大的表示范围，所以可以不像ipv4地址一样需要考虑公网地址复用的问题，位于数字链路层工作。

IP地址

  IP地址是被分配给网络中所有设备的一个唯一标识符，与Mac地址不同的是，IP地址是被分配的，意思是可能你在这个网络是一个IP地址，但是在其他网络的IP地址就会改变，然后你回到现在这个网络IP地址又会改变，但是在这个过程中，你网卡的Mac地址是不会改变的。IP地址一般有IPv4和ipv6两种，ipv6的出现也是为了缓解ipv4地址的不足。位于网络层工作。

arp协议

  在上面对于IP地址和Mac地址的描述中，我们可以发现，二者都是直接表示网路设备中的唯一性，那么这二者之间是否有一种冗余的感觉呢？是否我们只需要IP地址就可以完整的将数据发送到对应的设备上，但是这是不对的，拿我们日产中的寻宝为例子，假如IP地址就好像告诉了你宝藏在哪个省，那个县，甚至那个屋子里，但是却没有告诉你宝藏在屋子的那个准确位置，当然，你也可以将屋子全部翻遍（也就是在局域网里面进行广播），肯定可以得到宝藏（将消息发送给对应的用户），但是也会将这个屋子全部破坏掉（将消息泄漏给这个局域网的所有设备），所以说这最后确定精确位置的工作就是Mac地址的职责，因为Mac地址是存在于网络设备上面的，不会变动，可以精确定位，所以说arp协议是如何工作的呢？以及工作的情况是什么？

arp协议的工作环境

   当我们在知道一个设备的IP地址，但是不知道这个设备的Mac地址的时候，我们就需要得到他的Mac地址，这就是arp协议的任务

1. 同一局域网内的通信：

   • 当两个设备位于同一个局域网（LAN）内，并且需要相互通信时，ARP协议会被用来解析目标设备的MAC地址。

2. IP地址已知，但MAC地址未知：

   • 当一个设备知道目标设备的IP地址，但不知道其对应的MAC地址时，它会发送ARP请求来获取这个信息。

3. 数据包发送前：

   • 在发送数据包之前，发送设备需要确保它有正确的MAC地址来将数据包发送到正确的设备。如果它没有目标设备的MAC地址，它会使用ARP来查询。

4. 路由表更新：

   • 当网络中的路由表发生变化，或者设备首次加入网络时，ARP可以用来更新或获取新的路由信息。

5. 网络配置变化：

   • 如果网络中的设备IP地址发生变化，或者有新设备加入网络，ARP可以用来更新这些设备的MAC地址映射。

6. 动态IP地址分配：

   • 在使用动态主机配置协议的环境中，设备可能会动态地获得IP地址。在这种情况下，ARP可以用来在IP地址分配后解析MAC地址。

arp协议的工作原理 

   ARP工作流程大致如下：
■ 发送设备在局域网内广播一个ARP请求，询问“谁拥有IP地址X，请告诉我你的MAC地址”。
■ 拥有该IP地址的设备会回复一个ARP响应，包含其MAC地址。
■ 发送设备收到响应后，会将目标IP地址与MAC地址映射起来，并使用这个MAC地址来发送数据。
◦ ARP协议仅在局域网内有效，不适用于跨网络通信。