用最简单网络 学习IP和ARP协议

　　9、在PC2上添加完静态路由后，再在PC1上执行ping命令后，就能ping通了，如图11所示。因为ping包到达PC2后，也能在路由表中找到去往PC1网络10.0.0.0/8的路由了。

　　(图11 在PC1上能够ping通PC2)

　　三、总结

　　1、ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)

　　(1)概念：ARP工作在数据链路层，它和硬件接口进行联系，同时对上层提供服务。ARP将计算机的32位网络IP地址，转化为48位的MAC物理地址。在以太网中的数据帧从一个主机到达网内的另一台主机是根据48位的以太网地址来确定接口的，而不是根据32位的IP地址。计算机网卡的驱动程序，必须知道目的端的硬件MAC地址才能发送数据。因此，必须把IP目的地址转换成以太网的目的地址。

　　在TCP/IP协议栈中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时，数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含目的主机的IP地址。而地址解析(address resolution)就是主机在发送数据帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP在正常情况下的通讯模式应该是，请求→应答→请求→应答，也就是一问一答的规则。

　　(2)ARP工作原理：首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个 ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己 ARP列表中是否存在该 IP地址对应的MAC地址，如果有﹐就直接将数据包发送到这个MAC地址。如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包;如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个 ARP响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址。源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应的数据包，就表示ARP查询失败。

　　2、理解路由的两个关键知识点

　　(1)路由器对三层数据包的路由转发，是根据"网络地址"转发数据包的，而不是根据"IP地址"转发的。例如，一台路由器收到一个需要路由的数据包，数据包的目的IP地址是213.17.53.9，掩码是255.255.255.0。然后路由器首先要做的是结合数据包的IP地址和掩码，算出数据包要被路由的目的网络地址是213.17.53.0/24，然后，路由器才会在其路由表中查找有没有到网络213.17.53.0/24的路由，而不是查找到IP地址213.17.53.9的路由，若有就依据路由表提供的信息，在相应的接口上将数据包转发出去。若没有找到对应的路由，则路由器就会自动把数据包丢弃。

　　(2)路由器对数据包的路由，是依据三层数据包中的"目的IP地址"进行路由转发的，而和数据包中的"源IP地址"没有关系。也就是路由器收到三层数据包后，只需要数据包中的目的IP地址和目的IP地址的掩码，就可完成对数据包的路由，整个过程没有使用到三层数据包中的源IP地址，及其掩码。