MAC地址、IP地址以及ARP协议

MAC地址

广播信道的数据链路层必须使用地址（MAC）

对于使用EUI-48空间的应用程序，IEEE的目标寿命为100年（直到2080年），但是鼓励采用EUI-64作为替代

IEEE 802局域网的MAC地址发送顺序

单播MAC地址举例

主机B将该单播帧发送出去，主机A和C都会收到该单播帧
主机A的网卡发现该单播帧的目的MAC地址与自己的MAC地址不匹配，丢弃该帧
主机C的网卡发现该单播帧的目的MAC地址与自己的MAC地址匹配，接受该帧
并将该帧交给其上层处理

广播MAC地址举例

假设主机B要发送一个广播帧，主机B首先要构建该广播帧，在帧首部中的目的地址字段填入广播地址，也就是十六进制的全F，源地址字段填入自己的MAC地址，再加上帧首部中的其他字段、数据载荷以及帧尾部，就构成了该广播帧

多播MAC地址举例

• 假设主机A要发送多播帧给该多播地址。将该多播地址的左起第一个字节写成8个比特，第一个字节的最低比特位是1，这就表明该地址是多播地址。
• 快速判断地址是不是多播地址，就是上图所示箭头所指的第十六进制数不能整除2（1,3,5,7,9,B,D,F），则该地址是多播地址
• 假设主机B，C和D支持多播，各用户给自己的主机配置多播组列表如下所示

• 主机A首先要构建该多播帧，在帧首部中的目的地址字段填入该多播地址，源地址点填入自己的MAC地址，再加上帧首部中的其他字段、数据载荷以及帧尾部，就构成了该多播帧

• 主机A将该多播帧发送出去，主机B、C、D都会收到该多播帧
• 主机B和C发现该多播帧的目的MAC地址在自己的多播组列表中，主机B和C都会接受该帧
• 主机D发现该多播帧的目的MAC地址不在自己得多播组列表中，则丢弃该多播帧

给主机配置多播组列表进行私有应用时，不得使用公有的标准多播地址

IP地址

IP地址属于网络层的范畴，不属于数据链路层的范畴

基本概念

从网络体系结构看IP地址与MAC地址

数据包转发过程中IP地址与MAC地址的变化情况

图上各主机和路由器各接口的IP地址和MAC地址用简单的标识符来表示

数据包转发过程中IP地址与MAC地址的变化情况

图上各主机和路由器各接口的IP地址和MAC地址用简单的标识符来表示

ARP协议

如何从IP地址找出其对应的MAC地址？ ARP（地址解析协议）

ARP高速缓存表

• 当主机B要给主机C发送数据包时，会首先在自己的ARP高速缓存表中查找主机C的IP地址所对应的MAC地址，但未找到，因此，主机B需要发送ARP请求报文，主动获取主机C的MAC地址

• ARP请求报文有具体的格式，上图的只是简单描述
• ARP请求报文被封装在MAC帧中发送，目的地址为广播地址
• 主机B发送封装有ARP请求报文的广播帧，总线上的其他主机都能收到该广播帧

• 收到ARP请求报文的主机A和主机C会把ARP请求报文交给上层的ARP进程
• 主机A发现所询问的IP地址不是自己的IP地址，直接丢弃
• 主机C的发现所询问的IP地址是自己的IP地址，需要进行响应

动态与静态的区别

ARP协议只能在一段链路或一个网络上使用，而不能跨网络使用

ARP协议的使用是逐段链路进行的