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ARP协议：通过IP地址知晓MAC地址

要先再网络层知道对方的MAC地址，再传到数据链路层中进行封装——ARP协议(Address Resolution Protocol)，通过IP地址知晓MAC地址

ARP目的

ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议，实现通过对方的IP地址(域名)寻找对方的MAC地址的功能

ARP协议工作流程

主机A首先查看自己的ARP表，如果找到了的主机B的MAC地址，则直接对IP数据包进行帧封装，发送给主机B;
如果主机A在ARP表中找不到主机B的MAC地址，则将缓存该数据报文，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。ARP请求报文中带上源IP地址和源MAC地址(主机A)；目标IP地址和目标MAC地址为主机B的IP地址和全0的MAC地址。进行广播，该网段上的所有主机都可以接收到该请求，但只有被请求的主机（即主机）会对该请求进行处理。
主机B比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目标IP地址，当两者相同时进行如下处理：将 ARP请求报文中的发送端（即主机A)的IP地址和MAC地址存入自己的ARP表中。之后以单播方式发送ARP响应报文给主机A,其中包含了自己的MAC地址。
主机A收到ARP响应报文后，将主机B的MAC地址加入到自己的ARP表中以用于后续报文的转发，同时将IP数据包进行封装后发送出去。

Wireshark抓包理解ARP协议

arp -a命令查看ARP表：静态即是可以自行配置的，动态的就是通过ARP协议学习到的
arp -d命令清空ARP表
此时再访问1中出现的动态类型的IP地址，就要先通过ARP协议先进行学习，此过程可以通过Wireshark抓取ARP数据包
1. 本地物理地址和IP地址
2. ping 某个ARP表中没有的IP地址 ping 192.168.1.103,由于此时ARP表没有此条目，则会通过ARP协议广播ARP请求报文来获取此IP的MAC地址
3. Wireshark进行抓包
  1. Wireshark选择当前上网的无线网卡进行抓包并过滤arp报文
  2. 查看ARP请求数据包
  3. 查看ARP响应数据包
通过以上的一来一回，本机就得到了目的IP的MAC地址，重新查看ARP表可以看到新增ARP条目

IP协议

IP协议和IP地址

IP(Internet Protocol)

定义

分配给用户上网使用网际协议的设备的数字标签

分类

IPv4：32位二进制数——→点分十进制表示

IPv6：128位二进制数——→十六进制表示弥补IPv4地址池不够

IP地址组成

IP地址由32bit组成，分成4段用” . ”分隔，如：192.168.0.1

结构：IP地址 = 网络号(网络号标识的是一个子网) + 主机号(主机号标识的是子网中的某台主机)

确定网络号和主机号

确定主机是否在同一个子网？只有在同一个子网(在一个网段)的主机才能直接通信，网络号相同 == 同一个子网

仅仅通过192.168.0.1无法判断哪些位是网络号，哪些位是主机号——子网掩码

子网掩码

作用

用来标识子网，必须跟IP地址一起存在

组成

子网掩码跟P地址一样，也是由连续的1和0组成，连续的1表示网络地址，连续的表示主机地址。只有网络地址相同的主机在同一个子网，才能直接通信。

表示方式

255.255.255.0，或者/24.

二进制：11111111.11111111.11111111.00000000

前面的3个255标识网络号，后面的0标识主机号

示例

示例1

192.168.1.87 255.255.255.0 —机器1

192.168.2.77 255.255.255.0 —机器2

以上二者能否直接通信？也即是否是在同一个子网？

答：不能。二者不再同一个子网下(分别是192.168.1.0和192.168.2.0)，无法进行直接通信

示例2

192.168.1.87 255.255.0.0 —机器1

192.168.2.77 255.255.0.0 —机器2

以上二者能否直接通信？也即是否是在同一个子网？

答：可以。二者在同一个子网下(俊文192.168.0.0)，可以进行直接通信

路由协议及路由表

当参与通信的两台主机不再同一个子网下，要进行通信时需要通过路由协议选择最优路径——→路由协议实现不同网段(子网)之间的通信以及通信时的路径选择

路由协议

定义

路由协议(Routing Protocol)指定数据包转送方式的网上协议(是一组协议并非一个)

路由表

查看路由表 route print

2.网络层协议重点协议——ARP，IP，路由协议