ARP解析MAC地址的全过程（ARP的工作机制）

以太网环境下，同一个网段的主机之间需要互相知道对方的MAC地址，才能访问。

TCP/IP协议栈从上层到下层的封装过程中，第三层封装需要知道目的IP，第二层封装需要知道目的MAC。

目的IP一般由用户手工输入，或者由应用程序填充，也可以通过名称解析系统解析得到，而目的MAC就需要使用ARP来解析。

ARP解析MAC地址的过程：

第一步：

上层应用产生数据，这里用FTP协议为例，在FTP协议中定位了目的IP。

第二步：

那么，封装的过程如下：

• 应用层：需要FTP的控制信息，包括用户名、密码等;

• 传输层：目的端口号为21，源为随机端口号;

• 网络层：目的IP为172.16.1.200，源IP为172.16.1.1;

• 数据链路层：因为不知道目的IP 172.16.1.200对应的MAC，所以目的IP到目的MAC的封装映射失败;

三层到二层的封装失败，由于二层是以太网，ARP的工作机制便会产生ARP Request去解析目的MAC，此时，源MAC为数据发起者的MAC，目的MAC地址为 ff-ff-ff-ff-ff-ff（代表所有MAC）

第三步：

ARP Request到达本网段中的所有设备上，因为目的为ff-ff-ff-ff-ff-ff，所以所有设备都可以拆掉二层的封装，然后解读ARP数据包中需要解析的目的IP。

第四步：

目的IP不正确的设备直接忽略这个ARP请求包，目的IP正确的设备，会产生一个ARP Reply去回应这个ARP Request。

此时，二层的源MAC为被解析设备的MAC，目的为ARP解析发起者的MAC。

第五步：

数据的发起者接到ARP Reply后，将目的IP与目的MAC的对应关系添加到自己的ARP表中。

第六步：

之前未完成二层封装的FTP数据，这时重新开始封装二层头部，此时，正确的目的MAC就被封装到了整个数据帧中。

只有完成了整个TCP/IP协议栈封装的数据帧，才能正常的从主机上发出去。

这就是ARP解析MAC地址的整个过程。

本文转自： https://blog.51cto.com/tenderrain/1983572