3.7 MAC地址 IP地址以及ARP协议

3.7 MAC地址，IP地址，ARP地址

• MAC地址是以太网的MAC子层所使用的地址
• IP地址是TCP/小P体系结构网际层所使用的地址
• ARP协议属于TCP/IP体系结构的网际层，其作用是已知设备所分配到的1P地址，使用ARP协议可以通过该P地址获取到设备的MAC地址；
• 尽管IP地址和ARP协议属于TCP/IP体系结构的网际层（而不属于数据链路层)，但是它们与MAC地址存在一定的关系，并且我们日常的网络应用都离不开MAC地址、IP地址以及ARP协议。

1. MAC地址

• 又称硬件地址，物理地址，属于数据链路层范畴
• 当多个主机连接在同一个广播信道上，要想实现两个主机之间的通信，则每个主机都必须有一个唯一的标识，即一个数据链路层地址

1. 一般情况下，用户主机会包含两个网络适配器：有线局域网适配器（有线网卡）和无线局域网适配器（无线网卡)。
2. 每个网络适配器都有一个全球唯一的MAC地址。而交换机和路由器往往拥有更多的网络接口，所以会拥有更多的MAC地址。综上所述，严格来说，MAC地址是对网络上各接口的唯一标识，而不是对网络上各设备的唯一标识。
3. 在每个主机发送的帧中必须携带标识发送主机和接收主机的地址。由于这类地址是用于媒体接入控制MAC(Media Access Control),因此这类地址被称为MAC地址：
   1. MAC地址一般被固化在网卡（网络适配器）的电可擦可编程只读存储器EEPROM中，因此MAC地址也被称为硬件地址；
   2. MAC地址有时也被称为物理地址。请注意：这并不意味着MAC地址属于网络体系结构中的物理层！

2. IP地址

IP地址是因特网(Internet)上的主机和路由器所使用的地址，属于网络层范畴

用于标识两部分信息：

1. 网络编号：标识因特网上数以百万计的网络
2. 主机编号：标识同一网络上不同主机（或路由器各接口）

1. 数据包转发过程中，源IP地址和目的IP地址不变源MAC地址和目的MAC地址逐个链路改变

3. ARP协议

解析IP地址 得到相应的MAC地址，属于网络层范畴

• 内容步骤

  1. 源主机在自己的ARP高速缓存表中查找目的主机的1P地址所对应的MAC地址，若找到了，则可以封装MAC帧进行发送；若找不到，则发送ARP请求（封装在广播MAC帧中）
  2. 目的主机收到ARP请求后，将源主机的IP地址与MAC地址记录到自己的ARP高速缓存表中，然后给源主机发送ARP响应（封装在单播MAC帧中)，ARP响应中包含有目的主机的IP地址和MAC地址

1. 作用范围

2. 逐段链路或逐段网络使用

3. ARP高速缓存表中记录了每个IP地址对应的MAC地址，以及这个地址对的类型类型分为静态类型和动态类型

   1. 静态类型手动配置，可设置系统重启后这些静态类型的地址对是否仍然有效
   2. 动态类型是通过上述ARP请求以及ARP相应得到的，有效时间很短，2分钟左右

4. ARP协议不能跨网络使用