2.ARP（带实验）

2.ARP实验点这里

一、以太网与MAC地址

1. 以太网的定义：以太网是一种广播式数据链路层协议，支持多点接入。

   个人电脑的网络接口遵循的就是以太网标准。
   一般情况下，一个广播域对应着一个IP网段。
   

2. 以太网MAC地址：MAC (Media AccessControl)地址在网络中唯一标识一个网卡，每个网卡都需要且会有唯一的一个MAC地址。

   MAC用于在一个IP网段内，寻址找到具体的物理设备。
   工作在数据链路层的设备。例如以太网交换机，会维护一张MAC地址表，用于指导数据帧转发。
   PC的每个网卡都有一个独立的MAC地址。
   

二、地址解析协议（ARP）：根据已知的IP地址解析获得其对应的MAC地址。

1. ARP的工作原理

   在发送数据前，设备会先查找ARP缓存表；如果缓存表中存在对方设备的MAC地址，则直接采用该MAC地址来封装帧，然后将帧发送出去。如果缓存表中不存在相应信息，则通过ARP来获取。
   	※ 查看ARP缓存表 arp -a
   主机1通过发送ARP Request报文来获取主机2的MAC地址；由于不知道目的MAC地址，因此ARPRequest报文内的目的端MAC地址为0。
   	※ ARP Request 报文是目的MAC为全F的广播报文。
   ARP Request是广播数据帧，因此交换机收到后，会对该帧执行泛洪操作。
   所有的主机接收到该ARP Request报文后，都会检查它的目的端IP地址字段与自身的IP地址是否匹配；如果主机2发现IP地址匹配，则会将ARP报文中的发送端MAC地址和发送端IP地址信息记录到自己的ARP缓存表中。
   主机2通过发送ARP Reply报文来响应主机1的请求；此时主机2已知主机1的MAC地址，因此ARP Reply是单播数据帧。
   	※ ARP Reply 报文是单播。
   交换机收到该单播数据帧后，会对该帧执行转发操作。
   主机1收到ARP Reply以后，会检查ARP报文中目的端IP地址字段是否与自己的IP地址匹配；如果匹配，会将ARP报文中的发送端MAC地址和发送端IP地址信息记录到自己的ARP缓存表中。
   

三、免费ARP：设备主动使用自己的IP地址作为目的IP地址发送ARP请求，此种方式称免费ARP。

在DHCP中，设备发送免费ARP，如果有设备响应，则代表在局域网中有其他设备与自己的IP地址冲突。