ARP协议（地址解析协议）

ARP协议的分类：普通ARP、反向ARP（RARP）、免费ARP和代理ARP

网络设备有数据要发送给另一台网络设备时，必须要知道对方的网络层地址（即IP地址）。IP地址由网络层来提供，但是仅有IP地址是不够的，IP数据报文必须封装成帧才能通过数据链路进行发送。数据帧必须要包含目的MAC地址，因此发送端还必须获取到目的MAC地址。通过目的IP地址而获取目的MAC地址的过程是由ARP（Address Resolution Protocol）协议来实现的。

举个简单的例子，如果你有某个人的经度，但是没有某个人的纬度，你是无法找到他的，相反，你有了他的经纬度，你就一定都能找到他，经度代表IP，纬度代表MAC地址。

工作流程：

A主机要给B主机发送数据

第一步：首先，A主机查看自己的ARP缓存当中有没有B的MAC地址，如果没有，则到第二步；

第二步：A找不到B的MAC地址，于是，A想了个办法，A将ARP的请求广播发送到本地所有的网络，A的源IP地址和源MAC地址都包括在里面；

第三步：在本地所有的主机当中，之前我们知道，IP地址工作在3层，在其他主机在解封装到第三层的时候，判断这是不是属于自己的IP，如果不属于，就丢弃；如果属于，就将A的IP和MAC添加到自己的ARP缓存当中。

第四步：主机B将包含自己的IP和MAC地址发送给A

这个过程简单的来说，就是广播请求，单播回应。

                                                       代理ARP

位于不同网络的网络设备在不配置网关的情况下，能够通过ARP代理实现相互通信。

工作流程：

第一步：A给B发送数据，这时候A发送一个ARP广播请求

第二步：路由器识别了A和B不在一个网段内，于是路由器广播了一个请求，主机B接受到路由器的请求后便返回了一个确认；

第三步：同时，路由器告诉A，以后想找B，直接找我就可以了，把你发送的数据包的MAC地址换成我的MAC就好了，我来转发你的数据；

1、主机和路由器发送和接收数据的原理：

主机发送数据：

a)：目标主机和自己在同一个网络内，主机发送的数据包的二层MAC地址就是远端主机的MAC地址

b)：目标主机和自己不在同一个网络内，主机发送的数据包的二层MAC地址就是自己默认网关的MAC地址

2.主机接收数据：

先查看二层MAC地址，如果是自己的MAC，或是自己所在组的组播MAC，或是广播MAC，则继续向上解封装，否则丢弃；

然后查看三层IP地址，如果是自己的IP，或是自己所在组的组播IP，或是广播IP，则接收，否则丢弃。

3.路由器发送数据：

a)：目标主机和自己在同一个网络内，路由器发送的数据包的二层MAC地址就是远端主机的MAC地址

b)：目标主机和自己不在同一个网络内，主机发送的数据包的二层MAC地址就是下一跳路由器的MAC

PS：数据包在经过路由器转发的时候，其IP地址不变，MAC地址改变

RARP：反向地址解析协议

作用：已知MAC，解析IP

无故ARP（免费ARP）：SIP和DIP是同一个地址

作用：用来检测IP地址的唯一性（如果有主机回应这个ARP，则说明地址重复）