引言

​ 当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地址来获取目的MAC地址的过程是由ARP（Address Resolution Protocol）协议来实现的。

ARP 协议

ARP的概念

ARP 地址解析（Address Resolution Protocol）协议用于将IP地址映射到对应的MAC地址，实现在网络中定位和通信设备的地址解析。

ARP 数据包格式

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ARP报文不能被路由器所转发，只能在当前广播域

ARP 的作用

当主机A向数据B进行他通信的时候，数据链路层在进行数据封装的时候，需要主机B的MAC地址，此时主机A并不知道主机B的MAC地址，只知道主机B的IP地址为192.168.1.200，则会进行ARP广播，ARP请求是一个广播消息，会被发送到本地网络的所有设备。这个广播消息包含了主机A正在寻找的目标IP地址。

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​ 在这种情况下，泛洪（Flooding）操作会发生在交换机上。当交换机收到主机A的ARP广播时，它并不知道主机B的确切位置（MAC地址），因此会将ARP请求广播到所有连接的端口，包括主机B所在的端口。这样，主机B就能接收到ARP请求，并能够回应主机A，将自己的MAC地址提供给主机A。

ARP 请求包

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此时 主机A 会发送ARP广播包，去问 IP 192.168.1.200 的MAC地址是多少，此时发送方的MAC地址为主机A的MAC地址，接收方的地址则为全F广播地址。

当主机192.168.1.200收到该数据包时，发现网络层的目的地址为自己时，则进行解封装，并给出响应。

ARP 响应包

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接着主机A就会在MAC地址表中记录 192.168.1.200 对应的MAC地址是 00:50:79:66:68:02，于是就会将主机B的MAC地址封装在数据链路层中的 Destination Mac 当中。

ARP 缓存

主机A收到主机B的ARP响应包时，则会将其MAC地址和IP地址保存到本机的MAC地址表当中。

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主机B也会将主机A的MAC地址保存到本机的MAC地址表当中。

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数据的封装和解封装

数据的封装

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假设 192.168.1.1 要使用 telnet 连接 192.168.1.2 服务器，数据的封装是按照OSI七层模型自上而下的，封装过程如下：

应用层省略..

表示层省略..

会话层省略..

在传输层封装了来源端口和目的端口，来源端口则是随机生成的，而目的端口为telnet服务端口的23。

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在网络层封装了来源IP和目的IP，来源IP为 192.168.1.1，而目的IP为 192.168.1.200

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现在，我们知道数据包要到具体哪个路由下，但是我们现在还不知道到具体哪个接口，于是这里就需要数据链链路层中的来源MAC和目的MAC。

在数据链路层封装了 源MAC和目的MAC，源MAC则为 192.168.1.1 的MAC地址，而目的MAC则为 192.168.1.2 的地址。

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通过物理层连接的介质进行发送

以上就是一段数据的封装，接下来我们来看数据包的解封装。

数据的解封装

数据的解封装是参照OSI七层模型自下而上的。

物理层接收数据帧，并将其传给数据链路层，查看目的MAC是否是自己，如果是，则进行解封装，并将其传给网络层，查看目的地址是否是自己，如果是，则继续解封装，并传给传输层，传输层提取数据，交给应用层进行处理和显示。

数据的转发

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