计算机网络（第六版）复习提纲16

三 IP地址与MAC地址
1 IP层只能看到IP数据报
2 路由器只根据目的IP地址进行转发
3 局域网的链路层只能看到MAC帧
4 IP层抽象的互联网屏蔽了下层的复杂细节，在网络层讨论问题能够使用统一的、抽象的IP地址来研究主机和主机或路由间的通信
问题：
1 主机或路由如何知道MAC—》下一节ARP
2 路由的转发表如何得出—》4.5节
四 地址解析协议ARP=》知道IP找MAC
适用范围：同一个局域网下
逆地址解析协议RARP=》知道MAC找IP《=DHCP协议已经包含了RARP的功能
1 解析过程
主机A要向主机B发送IP报，首先根据B的IP地址在ARP的高速缓存中找是否有对应的B 的MAC，如有就发送。
如果没有就允许ARP解析过程：
① ARP进程在局域网上广播发送ARP请求分组，内容为：”我的IP是XX.XX.XX.XX，我的MAC是XX-XX-XX-XX-XX-XX，我想知道IP为XX.XX.XX.XX主机的MAC地址“。
② 本局域网上所有在线主机的ARP进程收到此ARP请求分组。
③ 主机B的IP地址与ARP请求分组一致，于是收下ARP请求，向主机A单播发送ARP响应分组，内容为”我的IP为XX.XX.XX.XX，我的MAC是XX-XX-XX-XX-XX-XX“。其他主机由于IP不一致，不对ARP请求进行回应。
④ 主机A收到主机B的ARP响应分组，将主机B的IP到MAC的映射写入ARP高速缓存中。
2 高速缓存
保存在高速缓存中的每一个IP到MAC的映射都设置生存时间，超过生存时间的删除，重新发送ARP进行更新，以防止MAC地址失效。
3 使用ARP的四种典型情况
① 主机A要把IP报发给相同网络N1上的主机B，需要在本网络N1上发送ARP。
② 主机A要把IP报发给不同网络N2/N3上的主机B，需要找到本网络N1上一台路由器R1的MAC地址，IP报发给R1，剩下由R1来完成③/④
③ 路由器R1要把IP报发给相同网络N2上的主机B，需要找到B的MAC
④ 路由器R1要把IP报发给不同网络N3上的主机B，需要找到接在N2上一个路由器R2的MAC
4 为什么组合使用IP和MAC而不仅用MAC？
全世界各式各样的网络使用不同的 MAC地址，这些异构网络互相通信必须进行非常复杂的MAC地址转换工作，由用户或用户主机来完成这项工作几乎不可能。IP编址把这个复杂问题解决了。连接到互联网的主机只需各自拥有一个IP地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便，即使必须多次调用ARP来找到MAC地址，但这个过程都是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见的。