在回答這個(gè)問(wèn)題之前我們先來(lái)了解一下ARP
一、ARP協(xié)議
ARP（Address Resolution Protocol）地址解析協(xié)議，目的是實(shí)現(xiàn)IP地址到mac地址的轉(zhuǎn)換。
在計(jì)算機(jī)間通信的時(shí)候，計(jì)算機(jī)要知道目的計(jì)算機(jī)是誰(shuí)（就像我們?nèi)私涣饕粯?，要知道?duì)方是誰(shuí)），這中間需要涉及到MAC地址，而MAC地址才是真正的電腦的唯一標(biāo)識(shí)符。（畫(huà)外音：局域網(wǎng)內(nèi)的IP是可以隨意變化的）
為什么需要ARP協(xié)議呢？因?yàn)樵贠SI七層模型中，對(duì)數(shù)據(jù)從上到下進(jìn)行封裝發(fā)送出去，然后對(duì)數(shù)據(jù)從下到上解包接收，但是上層（網(wǎng)絡(luò)層）關(guān)心的IP地址，下層關(guān)心的是MAC地址，這個(gè)時(shí)候就需要映射IP和MAC。
功能
地址解析協(xié)議由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）在1982年11月發(fā)布的RFC 826中描述制定。 [1] 地址解析協(xié)議是IPv4中必不可少的協(xié)議，而IPv4是使用較為廣泛的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本（IPv6仍處在部署的初期）。
OSI模型把網(wǎng)絡(luò)工作分為七層，IP地址在OSI模型的第三層，MAC地址在第二層，彼此不直接打交道。在通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送IP數(shù)據(jù)包時(shí)，需要先封裝第三層（32位IP地址）、第二層（48位MAC地址）的報(bào)頭，但由于發(fā)送時(shí)只知道目標(biāo)IP地址，不知道其MAC地址，又不能跨第二、三層，所以需要使用地址解析協(xié)議。使用地址解析協(xié)議，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)包包頭中的IP地址信息解析出目標(biāo)硬件地址（MAC地址）信息，以保證通信的順利進(jìn)行。
原理
工作過(guò)程
- 每臺(tái)主機(jī)都會(huì)在自己的ARP緩沖區(qū)中建立一個(gè) ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
- 當(dāng)源主機(jī)需要將一個(gè)數(shù)據(jù)包要發(fā)送到目的主機(jī)時(shí)，會(huì)首先檢查自己 ARP列表中是否存在該 IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址。
- 如果有，就直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到這個(gè)MAC地址；如果沒(méi)有，就向本地網(wǎng)段發(fā)起一個(gè)ARP請(qǐng)求的廣播包，查詢(xún)此目的主機(jī)對(duì)應(yīng)的MAC地址。
- 此ARP請(qǐng)求數(shù)據(jù)包里包括源主機(jī)的IP地址、硬件地址、以及目的主機(jī)的IP地址。網(wǎng)絡(luò)中所有的主機(jī)收到這個(gè)ARP請(qǐng)求后，會(huì)檢查數(shù)據(jù)包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。
- 如果不相同就忽略此數(shù)據(jù)包；如果相同，該主機(jī)首先將發(fā)送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中。
- 如果ARP表中已經(jīng)存在該IP的信息，則將其覆蓋，然后給源主機(jī)發(fā)送一個(gè) ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，告訴對(duì)方自己是它需要查找的MAC地址。
- 源主機(jī)收到這個(gè)ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包后，將得到的目的主機(jī)的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息開(kāi)始數(shù)據(jù)的傳輸。
- 如果源主機(jī)一直沒(méi)有收到ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，表示ARP查詢(xún)失敗。
貼上一張流程圖：
ARP工作流流程圖
總結(jié)
計(jì)算機(jī)之間的通信依賴(lài)MAC地址，而ARP的作用就是在局域網(wǎng)內(nèi)通過(guò)廣播獲取IP與MAC地址的映射。
