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1.MAC地址

1.1 MAC地址的作用

主机C发送一个数据包给主机A，封装成帧，帧中放有目的地址A和源地址C，通过广播发送给各个主机。各个主机受到帧后，检测目的地址是否匹配，不匹配则丢弃。主机A的网卡会将这个帧送给高层进程处理。

1.2 MAC地址的格式

MAC地址属于数据链路层规定的地址。

1.3 MAC地址的发送顺序

1.4 单播、广播以及多播MAC地址举例

（1）发送单播帧
将主机A和主机C的MAC单播MAC地址写入帧的首部，发送出去。

其它主机收到后，验证MAC地址是否匹配。

（2）发送广播帧
主机C将广播MAC地址和单播MAC地址写入帧的首部，发送出去。

其它主机都收到并接收广播地址。

（3）发送多播帧

• 首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。

主机C将多播MAC地址和单播MAC地址写入帧的首部，发送出去。其它主机收到后，检查地址字段，检查自己的多播组列表，有主机A的多播地址则接收，否则丢弃。

2.IP地址

2.1IP地址的作用

IP地址是互联网上各主机使用的地址，标识两部分的信息：

• 网络编号：标识互联网上数百万的网络
• 主机编号：标识同一网络上不同的主机

之前的MAC地址不具有这样的功能

• 如果这只是一个单独的网络，不连入互联网，可以只使用MAC地址。
• 如果主机所在的网络连入互联网，则IP地址和MAC地址都使用。

2.2 从五层体系结构看IP地址与MAC地址

2.3 数据包转发过程中IP地址与MAC地址的变化情况

主机H1通过R1和R2将数据包发送到H2，过程中源IP地址和目的IP地址不变，MAC地址一直在变。

3.ARP协议

3.1 IP地址和MAC地址的关系

3.2 地址解析协议ARP

主机C要发数据包给主机A，知道主机A的IP地址，但不知道主机A的MAC地址，因此，链路层封装帧时无法填写目的MAC地址。主机C会在自己的ARP高速缓存中寻找主机A的IP地址和MAC地址，找到则用它来发送数据包，找不到则广播一个ARP请求。

各个主机收到ARP请求，检查是否匹配，如果匹配，就会构建一个ARP响应发送出去。

各个主机收到ARP响应，检查是否匹配，匹配则接收。

接收后会在ARP高速缓存表中添加一条记录。

3.2 小结

4.仿真实验

（1）构建网络拓扑，给两台计算机分别配置IP地址为：192.168.0.1 和 192.168.0.2。

（2）查看计算机的端口状态汇总表和ARP表。

（3）第一台计算机给第二台计算机发送数据包，但IP地址不在ARP表中，因此没有发送出去，而是发送一个ARP请求。

（4）查看这个ARP请求。可以看到第一台计算机的单播MAC地址和广播MAC地址以及IP。

（5）发送到第二台计算机，第二台计算机进行处理。

（6）返回一个响应，第一台计算机获取到MAC地址，准备发送数据包。

（7）数据包成功发送。

（8）再次发数据包，就不用发送ARP请求了，直接可以发送。

（9）打开第一台计算机的命令行。查看ARP表，之后清空。

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