ARP协议

    ARP协议实现IP地址到MAC地址的转换。日常使用中，我们用的是IP地址通信，而不是直接使用MAC地址，比如同一网段中，PC-A和PC-B通信，但是PC-A不知道PC-B的MAC地址，那么PC-A就需要发送ARP广播，询问“xxx的MAC地址是多少啊”，PC-B收到广播信息后，就会给出ARP响应“我的MAC地址是xxx”，如下图所示。

IP报文在不同网段之间的转发过程

    报文的转发

    以我们常见的以太网帧为例，如下图所示，PC-A向PC-B发送IP报文，在报头需要封装双方的地址信息，源IP地址就是PC-A的IP地址，目的IP地址就是PC-B的IP地址，源MAC地址是PC-A的MAC地址。目的MAC地址是路由器Port1的MAC地址，也就是网关MAC地址，这是因为PC-A和PC-B不在同一个网段，其中要用到ARP协议进行转换。

    路由器收到这个报文后，发现目的MAC地址是本机Port1端口的，那么需要进行下一步解析（如果目的MAC不是本机，说明是二层转发，不继续处理）。通过查找转发表，发现不是自己的，而是需要发送到Port2，如果不知道PC-B的MAC地址，那么需要发送ARP报文，询问它的MAC地址，将目的MAC换成PC-B的MAC，源MAC换成Port2的MAC地址。

    也就是说，在报文转发的过程中，源/目的MAC地址会不断的更新，而源IP和目的IP是不会改变的。

    总之，IP设备通信时，我们用的是IP地址，二层网络通信时，需要通过ARP协议转换成“下一跳”的MAC地址。同一网段通信，双方的源MAC、目的MAC、源IP、目的IP是不变的。不同网段通信时，双方的源IP、目的IP是不变的，但是源MAC和目的MAC每“跳一次”都要更新，分别是上一个端口的MAC和下一跳的MAC。