对地址解析协议ARP进一步探讨

之前在讨论MAC地址和IP地址时，顺便对ARP协议做了初步的总结

（计网第三章（数据链路层）（四）（MAC地址和IP地址、ARP协议、集线器和交换机）），但是当时对ARP请求的间接交付没有进行详细探讨。

一、间接交付

简单来说直接交付就是在同一个网络里面，而间接交付不在同一个网络里。也就是必须要跨网络进行。

在前面有提到，ARP协议是不能够跨网络进行的，每个ARP缓存表只有本地局域网内的相关MAC地址。当一个主机要给另一个主机发送数据包，中间肯定是进行了多次ARP协议的。

二、间接交付具体过程

假设主机A和主机B之间只隔了一个路由器。现在主机A想要给主机B发送数据，A在自己的ARP缓存表中没有找到主机的IP地址和MAC地址的映射，在经过将B的IP地址和自己的子网掩码相与后，主机A发现主机B并不和自己在一个网络里面。

于是主机A就会先给默认网关发送一个广播ARP请求，源IP地址是自己的IP地址，目的IP地址是默认网关的IP地址，源MAC地址是自己的MAC地址，目的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF。

默认网关收到后给主机A发送一个ARP单播响应报文，目的地址字段为主机A的目的地址字段，报文中有网关自己的IP地址和MAC地址。

这样主机A就会将默认网关的MAC地址和IP地址的映射关系存入自己的ARP缓存表中。

随后，当主机A给主机B发送数据的时候，就会将报文封装发送给默认网关。其中源IP地址是主机A的IP地址，目的IP地址应该属主机B的IP地址，源MAC地址是主机自己的MAC地址，目的MAC地址是默认网关的MAC地址。

默认网关收到后，便会先在自己的ARP表里查找是否有B的MAC地址，如果没有就发送ARP广播请求，如果有就直接转发给主机B。

我们可以看到，间接交付主机A并不知道主机B的MAC地址，它只知道默认网关的MAC地址，出现间接交付的情况时就要将报文交付给默认网关，而默认网关进行后续操作。从这也可以得到，路由器也是有ARP缓存表的。

总结

1、博主起初对主机发送广播帧给默认网关比较迷惑：路由器不是隔离广播域的吗，那么主机发送广播ARP请求帧，路由器收到后不应该就抛弃了吗？

事实上路由器对于广播帧进行的接收不转发操作，比如下图：

对于R1路由器，很明显它连接的两个接口分别连接一个网络，也就是说它有两个广播域，我们不能直接说路由器属于哪个广播域，只能从接口进行说明。路由器的接口0和N1属于一个广播域，接口1和N2属于一个广播域。接口实际上就是在广播域的边界上。

所以对于收到ARP请求广播帧后，路由器并不是进行转发操作，接收后向主机返回ARP响应单播帧是没有问题的。

2、上面的间接交付只是一种比较简单的情况，事实上可能还会有多个路由相连，而路由器与路由器之间一般都会用点对点PPP协议，所以在它们之间的链路上并不会用ARP协议，直接就把报文转发给下一个路由器了。