计算机网络:网络层ARP协议

在实现IP通信时使用了两个地址:IP地址(网络层地址)MAC地址(数据链路层地址)

问题:已知一个机器(主机或路由器)的IP地址,如何找到相应的MAC地址?

为了解决上述问题,提出了地址解析协议ARP:用于解决++同一个局域网上++从IP地址到MAC地址的映射问题

ARP高速缓存(ARP cache)

主要功能:

·存放IP地址到MAC地址的映射表

·映射表动态更新(新增或超时删除)

作用:

①存放最近获得的IP地址到MAC地址的绑定②减少ARP广播的通信量③为了减少ARP通信量,主机A在发送其ARP请求分组时,就会将自己的IP地址到MAC地址的映射写入ARP请求分组④但主机B收到A的ARP请求分组时,将主机A的IP地址及其对应的MAC地址映射写入主机B自己的ARP高速缓存中。不必再发送ARP请求

ARP工作流程

使用ARP的四种典型情况

1.发送方是主机,要把IP数据报发送到本网络上的另一个主机,此时使用ARP找到目的主机的硬件地址

2.发送方是主机,要把IP数据报发送到另一个网络上的一个主机,此时使用ARP找到本网络上的一个路由器的硬件地址。其余工作由路由器完成

3.发送方是路由器,要把IP数据报发送到本网络上的一个主机,使用ARP找到目的主机的硬件地址

4.发送方是路由器,要把IP数据报转发到另一个网络上的一个主机,使用ARP找到本网络上另一个路由器的硬件地址。其余工作由该路由器完成

ARP工作流程图如下

两台主机不在同一个局域网问题

由于ARP可以实现的是同一个局域网内的IP地址到MAC地址的映射

因此存在问题:两台主机不在一个局域网上怎么办?

如上图所示,如果主机A要想主机B发送数据,则需要知道主机B的MAC地址才能在链路层发送数据报。

通信的路径是:A->经过R1转发->B

从A->路由器R1

因此主机A必须知道路由器R1的IP地址,并通过ARP协议解析出路由器R1的MAC地址,然后将IP数据报传送到路由器R1

从路由器R1->B

路由器R1在获取来自主机A的IP数据报后,需要知道主机B的MAC地址,才能转发IP数据报。因此路由器R1也需要通过ARP协议解析主机B的MAC地址

ARP查找IP地址对应的MAC地址

本局域网上广播发送ARP请求(路由器不转发ARP请求)

ARP请求分组:包含发送方的MAC地址、发送方IP地址、目标方MAC地址(未知时填0)、目标方IP地址

单播ARP响应分组:包含发送方的MAC地址、发送方IP地址、目标方MAC地址、目标方IP地址

ARP分组封装在以太网帧中传输
ARP报文格式

相关推荐
步步为营DotNet6 小时前
深度剖析.NET中IHostedService:后台服务管理的关键组件
服务器·网络·.net
Ares-Wang7 小时前
网络》》路由引入 、路由控制 》》路由策略 route-policy 、Filter-Policy(过滤策略)
网络·智能路由器
Jia ming7 小时前
虚拟地址与物理地址:64位VS48位
网络
DARLING Zero two♡8 小时前
【计算机网络】简学深悟启示录:http
网络协议·计算机网络·http
的卢马飞快8 小时前
【C语言进阶】给数据一个“家”:从零开始掌握文件操作
c语言·网络·数据库
Yu_Lijing9 小时前
《图解HTTP》笔记与读后感(上)
网络·笔记·网络协议·http
czy87874759 小时前
connect() 的阻塞特性取决于它所关联的 socket 是否被设置为非阻塞模式,connect() 会等待 TCP 三次握手的超时时间
服务器·网络·tcp/ip
上海云盾-小余9 小时前
Edge SCDN是如何实现智能 WAF 防护的?
前端·网络·安全·edge
旖旎夜光10 小时前
Linux(12)(上)
linux·网络
Gofarlic_oms111 小时前
UG/NX浮动许可证池智能配置与负载均衡策略
大数据·运维·网络·人工智能·微服务·负载均衡