IP地址和硬件地址 ARP协议

ip地址使用在网络层以上，是一个逻辑地址，物理地址是数据链路层和物理层使用的

在发送数据的时候，数据是从上层往下层发送的，通过tcp报文-》ip数据报-》mac数据帧

IP地址放在数据报的首部，硬件地址放在mac帧的首部，在里面有几点注意

1：在ip层抽象的互联网上只能看到ip数据报。

2：在局域网的链路层只能看到MAC帧

3:虽然ip数据报首部有目的ip地址，但是路由器只根据目的地址的ip网络号进行选者

4：ip层抽象的互联网层屏蔽了下面的复杂的细节，所以在网络层上我们只对统一的ip地址研究原地址和目的地址就可以了

ARP解析协议：

我们在进行通信的时候，需要知道相互的硬件地址，但是我们只知道源ip和目的ip，怎么才能进行相互通信呢，这就需要了ARP地址解析协议，通过arp可以通过ip找到对应的硬件地址，rarp逆地址解析协议可以通过硬件地址找到ip地址

ARP的原理就是在主机ARP高速缓存中存储着一个ip地址到硬件地址的映射表，每一个主机都有arp高速缓存，

当主机A向主机B发送ip数据报的时候，他先查看本地arp缓存是否有主机b的mac地址，如果有，则将硬件地址写入mac帧，并通过局域网将mac帧发送到硬件地址去，如果找不到，那么主机A自动运行ARP，通过下面的方法找到mac地址

（1）主机A在局域网发送一个广播ARP请求，说我的ip是什么，我的硬件是什么，我要找到ip多少的

（2）本局域网所有主机都能收到，发现不是针对自己的，就丢弃，如果主机B收到了，发现是在寻找自己，那么就收下这个ARP请求分组，并向主机A发送一个响应分组，并在这个ARP响应分组写入自己的硬件地址，说我的ip是什么，我的硬件地址是什么，注意请求分组是广播，响应分组是单播

（3）在这个过程中，主机A收到主机B的响应分组，把B的硬件地址写入自己的ARP高速缓冲中，主机B也将A的硬件地址写入自己的高速缓存中

（4）ARP把缓冲中的每一个映射地址都设置了一个生存时间，过了这个时间，就会删除，并重新发送一个广播获得mac地址。因为如果主机b的mac地址改变了，可能会发送给错误的mac主机

优点:如果不使用ARP高速缓冲，那么任何一个主机进行通信的时候，都需要发送一次广播，这样会使网络的通信量增加很大，但是他解决的是同一个局域网的主机和路由，不能跨路由器，如果跨的话，需要多次解析，（不断的通过各个路由器），

注意：这个过程是自动进行的，主机的用户对这种解析并不知道