Forrest’s 博客📌计算机网络-网络层
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Jan 21, 2024
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计算机网络
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ARP
ARP 是网络层与数据链路层之间的关键协议，核心作用是将 IP 地址转换为物理 MAC 地址。因为数据链路层通过 MAC 地址进行局域网内寻址，而网络层使用 IP 地址，两者需要通过 ARP 完成映射。
假设主机 A（IP：192.168.1.2）要与主机 B（IP：192.168.1.3）通信，且 A 的 ARP 缓存中无 B 的 IP-MAC 映射：
- ARP 请求（广播）：主机 A 发送 ARP 请求报文，目标 MAC 为广播地址
FF:FF:FF:FF:FF:FF，报文内容为 “谁的 IP 是 192.168.1.3？请告知你的 MAC 地址”。
- ARP 响应（单播）：局域网内所有主机接收广播，但只有主机 B 匹配自身 IP，向 A 发送 ARP 响应报文（单播），包含 B 的 MAC 地址。
- 缓存存储：主机 A 将 B 的 IP-MAC 映射存入 ARP 缓存（默认有效期 10~20 分钟），后续通信直接使用该映射。
ICMP
ICMP 是网络层的辅助协议，核心作用是传递网络层的差错报告和控制消息，帮助诊断网络故障（ping、traceroute 工具均基于 ICMP）。
Ping的原理
- 应用层：用户执行 ping 命令，ping 工具构造请求数据；
- 传输层：无操作，直接跳过；
- 网络层：封装 ICMP 回声请求 + IP 头，通过路由转发到目标网络；
- 数据链路层：封装以太网帧，通过物理介质传输到目标主机；
- 目标主机反向执行上述流程：数据链路层解封装→网络层构造 ICMP 响应 + IP 头→数据链路层封装帧→物理传输回源主机；
- 源主机应用层：解析响应报文，计算 RTT 并输出结果。
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