一、简介

• 由于在实际网络的链路上传送数据帧时，最终必须使用MAC地址。因此，需要有一个协议，可以将自己的目的IP地址转换为目的MAC地址。
• 然而，IP地址是有规律的，MAC地址是没有规律的。MAC地址只跟网卡有关，每个网卡的MAC地址都是独一无二的。
• 因此，想知道目的主机的MAC地址，只能询问目的主机，您的MAC地址是多少啊？
• ARP协议：完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射。
• 使用过程：检查ARP高速缓存，有对应表项则写入MAC帧，没有则用目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的帧封装并广播ARP请求分组，同一局域网中所有主机都能收到该请求。目的主机接收到请求后，就会向源主机单播一个ARP响应分组，源主机收到后将此映射写入ARP缓存。
• 其中，ARP缓存是会过期的，需要每隔10-20min更新一次。

1. ARP协议使用过程

1.1 检查ARP缓存

• 检查本地的ARP缓存（仅缓存本地的其他主机的MAC地址），如果有该IP地址的MAC地址，则直接将MAC地址填写到帧上面。

1.2 判断目的IP是否在局域网内

• 通过自己的子网掩码和目的IP地址相与，如果结果为自己的子网掩码，说明该IP地址在局域网内。否则，不在局域网内。

1.3 若IP地址在局域网内

• 发送一个广播的ARP请求分组，如上。IP1为源IP地址，MAC1为源MAC地址；IP3为目的IP地址，因为目的MAC地址不知道，因此目的MAC地址填写FF-FF-FF-FF-FF-FF
• 交换机接收到广播请求之后，转发到局域网内的每一台主机上，当目的主机接受到该广播地址之后，会根据源主机给的IP地址以及MAC地址，回复自己的IP地址以及MAC地址。
• 源主机就可以打包好自己要发送的数据，进行传输。

1.4 若IP地址不在局域网内

• 主机就发送一个广播ARP请求分组给默认网关，请求获取默认网关的MAC地址，并将默认网关的MAC地址填写到帧上面。

• 默认网关接收到之后，会将源MAC地址修改成自己的出口MAC地址，目的MAC地址修改为下一个网关的MAC地址。
• 以此类推，一直到目的主机的局域网之前的一个网关，该网关会通过ARP获取目的主机的MAC地址，然后将目的MAC地址修改成目的主机的MAC地址，然后再发送给该局域网的交换机。