【计算机网络】MAC地址、IP地址以及ARP协议

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黑城笑 发表于 2022/06/13 02:49:22 2022/06/13
【摘要】 本文是湖科大教书匠的计算机网络笔记 主要介绍了MAC地址、IP地址以及ARP协议

1.概述

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2.MAC地址

使用点对点信道的数据链路层不需要使用地址,而使用广播信道的数据链路层必须使用地址区分客主机

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网络适配器即网络接口卡,交换机和路由器具有很多网络接口,因此有交换机和路由器的每个端口都有各自的mac地址。所以,MAC地址是对网络上各接口的唯一标识

2.1 IEEE 802局域网的MAC地址格式

这种地址叫做扩展的唯一标识符EUI,由于采用48位所以叫EUI-48,后三位为IEEE分配的地址字段,各厂商拥有一个或多个地址;后三字节为厂商自行分配
单播:主机之间一对一的通讯模式
多播:主机之间一对一组的通讯模式
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2.2 IEEE 802局域网的MAC地址发送顺序

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2.2.1 单播MAC地址

主机B构建单播帧,在帧首部中的目的地址字段填入主机C的MAC地址,原地址字段填入自己的MAC地址再加上帧首部的其他字典数据载荷以及帧尾部就构成了该单播帧
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2.2.2 广播MAC地址

广播地址即FF-FF-FF-FF,如果主机B发送广播帧,A与C都将接收广播帧
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2.2.3 多播MAC地址

主机B和C的多播列表都存在该多播帧的摸底MAC地址,所以B和C都接收,但D没有此MAC地址无法接受
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给主机配置多播组列表进行私有应用时,不得使用公有的标准多播地址

2.3 总结

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3. IP地址

注意:IP地址是网络层内容!
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3.1 从网络体系结构看IP地址与MAC地址

每一层看不懂也无需看懂上一层传递下来的内容,仅仅给其添加一个自己名字的首部
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3.2 数据包转发过程中IP地址与MAC地址的变化情况

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通过IP地址找到MAC地址需要ARP来完成

例题

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3.3 总结

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4.ARP协议

之前提过,数据包在传输过程中,知道下一个目标IP地址但不知道MAC地址,那么如何实现,通过IP地址来得到MAC地址?这就要通过ARP协议来实现了

主机B想要给主机C发送数据包
B知道C的IP地址
B不知道C的MAC地址
B的数据链路层封装MAC帧时,无法填写目的MAC地址

在这里插入图片描述每台主机都会有一个ARP信速缓存表,记录有IP地址和MAC地址的对应关系
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查找C的IP地址但未找到,主机B需要发送ARP请求报文来获取MAC地址

在这里插入图片描述主机C将B的IP地址与MAC地址记录到自己的ARP高速缓存表中,之后给B发送ARP响应报文,告知自己的MAC地址

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B将C的MAC地址记录到自己的ARP高速缓存中,就可以发送数据包了
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在ARP高速缓存中的记录都有其类型,类型分为两种:

  • 动态:自动获取,生命周期默认为两分钟
  • 静态:手工设置,不同操作系统下的生命周期不同,例如系统重启后不存在或系统重启后依然有效。

ARP协议只能在段链路或一个网络上使用,而不能跨网络使用
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5.总结

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链接: 湖科大教书匠:计算机网络微课堂
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