ARP请求和ARP应答是如何工作的？
地址解析协议（ARP，Address Resolution Protocol）是一种用于将网络层协议地址（如IPv4地址）解析为链路层地址（如以太网MAC地址）的网络协议。它主要用于局域网（LAN）中。ARP请求和ARP应答是ARP协议工作的两个关键步骤。以下是它们的工作机制：
当一个设备（比如计算机A）需要向另一个设备（比如计算机B）发送数据包时，它首先需要知道目标设备的MAC地址。如果计算机A不知道目标设备的MAC地址，它会执行以下步骤：
1. 构建ARP请求包：
- 源MAC地址：计算机A的MAC地址。
- 源IP地址：计算机A的IP地址。
- 目标MAC地址：全零（表示未知）。
- 目标IP地址：计算机B的IP地址。
2. 广播ARP请求：
- 计算机A将ARP请求包封装在一个以太网帧中，并将该帧的目标MAC地址设置为广播地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF）。
- 该帧被发送到局域网中的所有设备。
局域网中的每个设备都会接收到这个广播帧，但只有目标IP地址匹配的设备（计算机B）会做出响应：
1. 识别ARP请求：
- 计算机B检查收到的ARP请求包中的目标IP地址，发现与自己的IP地址匹配。
2. 构建ARP应答包：
- 源MAC地址：计算机B的MAC地址。
- 源IP地址：计算机B的IP地址。
- 目标MAC地址：计算机A的MAC地址（从请求包中获取的）。
- 目标IP地址：计算机A的IP地址（从请求包中获取的）。
3. 单播ARP应答：
- 计算机B将ARP应答包封装在一个以太网帧中，并将该帧的目标MAC地址设置为计算机A的MAC地址。
- 该帧被直接发送给计算机A。
计算机A接收到ARP应答后，从中提取出计算机B的MAC地址，并将其存储在ARP缓存中。这样，计算机A就可以使用计算机B的MAC地址来发送数据包了。
ARP缓存是一种存储最近解析的IP地址到MAC地址映射的数据库。设备在发送数据包之前会首先检查ARP缓存，如果目标设备的映射已经存在，就可以避免发送ARP请求，从而节省网络带宽。
这个过程确保了数据包可以在数据链路层被正确发送，是网络通信中不可或缺的一部分。
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