MAC地址、IP地址以及ARP协议
MAC地址是以太网的MAC子层所使用的的地址，属于数据链路层
IP地址是TCP/IP体系结构网际层所使用的的地址
ARP协议属于TCP/IP体系结构的网际层，其作用是已知设备所分配到的IP地址，使用ARP协议可以通过该IP地址获取设备的MAC地址
1.1、MAC地址
- 使用点对点信道的数据链路层不需要使用地址
- 使用广播信道的数据链路层必须使用地址来区分各主机
- 当多个主机连接在同一个广播信道上,要想实现两个主机之间的通信，则每个主机都必须有一个唯一的标识， 即一个数据链路层地址;
- 在每个主机发送的 帧中必须携带标识发送主机和接收主机的地址。由于这类地址是用于媒体接入控制 MAC(Media Access Control)，因此这类地址被称为 MAC地址
- MAC 地址一般被固化在网卡(网络适配器)的电可擦可编程只读存储器EEPROM中，因此MAC地址也被称为硬件地址
- MAC地址有时也被称为物理地址，注意：这并不意味着MAC地址属于网络体系结构中的物理层！
- 一般情况下，用户主机会包含两个网络适配器：有线局域网适配器(有线网卡)和无线局域网适配器(无线 网卡)。每个网络适配器都有一个全球唯一的 MAC 地址。 而交换机和路由器往往拥有更多的网络接口，所以 会拥有更多的MAC地址。综上所述，严格来说，MAC地址是对网络上各接口的唯一标识，而不是对网络上各设备的唯一标识。
1.2、IEEE 802局域网的MAC地址格式
IEEE 802 局域网 MAC 地址格式：（共 6 字节，48位）
前 3 位字节（OUI） + 后 3 位（扩展标识符）
第 1 位字节的低位为 1、3、5、7、9、B、D，则为多播地址，48 位全为 1 时，则为广播地址。
1.3、 IEEE 802 局域网 MAC 地址发送顺序
1.4 单播/多播/广播地址举例
（1）单播地址
主机B将本主机地址填入单播帧源地址，主机C地址填入目的地址，形成该单播帧。
（2）广播地址
主机B将本机地址填入源地址，将 FF-FF-FF-FF-FF-FF 广播地址填入目的地址，构成广播帧（接收主机接收帧，并交给上层处理）。
（3）多播地址
主机A发送含有多播地址的多播帧，其他主机根据自己的多播组列表，判断是否接收帧。
多播地址判断若第二位十六进制数不能整除2（1,3,5,7,9,B,D,F）即为多播地址
随机MAC地址（为了安全）
2.1 IP地址
- IP地址是因特网（Internet）上的主机和路由器所使用的地址， 用于标识两部分信息:
- 网络编号：标识因特网上数以百万计的网络
- 主机编号：标识同一网络上不同主机（或路由器各接口）
- 很显然， 之前介绍的MAC地址不具备区分不同网络的功能
- 如果只是一个单独的网络，不接入因特网，可以只使用MAC地址（这不是一般用户的应用方式）
- 如果主机所在的网络要接入因特网，则IP地址和MAC地址都需要使用。
2.2 从网络体系结构看IP地址与MAC地址
IP 地址属于网络层，MAC 地址属于数据链路层。
2.3 数据包转发过程中IP地址与MAC地址的变化情况
- 数据包转发过程中源IP地址和目的IP地址保持不变
- 数据包转发过程中源MAC地址和目的MAC地址逐个链路(或逐个网络)改变。
暂且这么认为：H1知道应该把数据包传给R1，由R1帮其把数据包转发出去。H1知道R1相应接口的IP地址为IP3，但不知道其对应的MAC地址是什么!
3.1地址解析协议
ARP 协议：由 IP 地址获取 MAC 地址的一种协议。
主机的ARP高速缓存表存放的是IP地址和MAC地址的对应关系
3.2 ARP：地址解析协议原理
- B 发送带有广播 MAC 地址广播帧，以获取指定 IP 地址的固化 MAC 地址。
- 主机B在高速缓存表中查找主机C的IP地址所对应的MAC地址，未找到，主机B需要发送ARP请求报文来获取主机C的MAC地址。
ARP请求报文被封装在MAC帧中发送，目的地址为广播地址，主机B发送封装有ARP请求报文的广播帧，主机A收到帧送交上层ARP进程解析ARP请求报文，判断IP地址是不是自己的IP地址；主机C判断是，则需要相应：
1、将B的IP地址一MAC地址记录到自己的ARP高速缓存表中；
2、给B发送ARP相应，一告知自己的MAC地址
ARP相应报文（单播 ），B接收C的相应报文将主机C的IP和MAN地址写入自己的ARP高速缓存表中，然后主机B就可以向主机C发送数据了。
3.3高速缓存表分类
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 协议只在同一段链路间使用。
总结：
