以太网、ARP 协议、HTTP 协议和 PPPOE 20 的原理

以太网是网络的技术规范。 它在很大程度上取代了其他 LAN 标准，例如令牌环、FDDI 和 ArcNet。 呵呵，我想当年，我还得学令牌戒指什么的，回头看就不忍了。

根据其工作方式，使用以太网比曾经流畅的令牌环网络要简单得多。

在组网方面，我们一般使用集线器或交换机作为核心节点，然后从集线器或交换机中拉出许多网线，将每个主机连接到核心节点。

工作原理：当以太网中的主机想要传输数据时，它将按如下方式执行以下操作：

1、监控信道上是否有信号接收和发送。 如果有，则频道繁忙，并继续侦听，直到频道空闲。

2.如果没有听到信号，则将传输数据。

3.发送时继续监听，如果发现冲突，执行回退算法，随机等待一段时间，然后重新执行步骤1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送并返回监控通道状态。

4. 如果未发现冲突，则发送成功，所有计算机必须在最近一次发送后等待微秒（以 10Mbps 的速度运行），然后再尝试再次发送数据。

同学，和你一样，我曾经纠结于这些问题。

如果你是学生，我强烈建议你看一下教科书，解释非常权威;

如果你是 IT 同事，我建议你不要为这些事情而烦恼，因为它们并不能真正解决真正的网络问题。

每个主机在自己的 ARP 缓冲区中创建一个 ARP 列表，以表示 IP 地址和 MAC 地址之间的对应关系。

当源主机需要向目标主机发送报文时，首先检查其ARP列表中是否存在与该IP地址对应的MAC地址。

如果有，则直接将数据包发送到此MAC地址; 否则，系统会向本地网段发送ARP请求，查询目标主机的MAC地址。

ARP请求报文包含源主机的IP地址、硬件地址和目标主机的IP地址。 网络上所有主机收到ARP请求后，都会检查报文中的目的IP地址是否与自己的IP地址一致。

如果不相同，则忽略数据包; 如果情况相同，主机首先将发送方的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中。

如果 ARP 表中已经存在 IP 地址，它会覆盖它并向源主机发送 ARP 响应报文，告诉对方这是它需要找到的 MAC 地址。

源主机收到ARP响应报文后，将目标主机的IP地址和MAC地址添加到其ARP列表中，并使用该信息开始数据传输。

如果源主机没有收到ARP响应报文，则ARP查询失败。

如果找到它，您将知道目标MAC地址，并且可以直接将目标MAC地址写入帧并发送; 如果在ARP缓存表中找不到对应的IP地址，主机A会在网络上发送目标MAC地址“的广播，这意味着同一网段的所有主机都会被询问MAC地址是什么？ “网络上的其他主机不响应 ARP 查询，只有当主机 B 收到此帧时，它才会响应主机 A：

MAC 地址为 00-aa-00-62-c6-09”。 这样，主机 A 就知道了主机 B 的 MAC 地址，就可以向主机 B 发送信息。 同时，它也会更新自己的ARP缓存表，下次向主机B发送信息时，可以直接从ARP缓存表中搜索到。

ARP缓存表采用老化机制，如果一段时间不使用，则删除表中的一行，可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。

ARP攻击是通过伪造IP地址和MAC地址来实现ARP欺骗，可以在网络中产生大量的ARP流量来阻塞网络，攻击者只要不断发送伪造的ARP响应报文，就可以改变目标主机ARP缓存中的IP-MAC条目， 导致网络中断或中间人攻击。

如果局域网中有人感染了ARP木马，感染ARP木马的系统会试图通过“ARP欺骗”来拦截网络中其他计算机的通信信息，从而导致网络中其他计算机的通信故障。

ARP协议是“地址解析协议”的缩写。 在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，目标主机的MAC地址包含在帧中。 在以太网中，一台主机直接与另一台主机通信，因此有必要知道目标主机的MAC地址。

但是这个目标MAC地址是如何获得的呢？ 它是通过地址解析协议获得的。 地址解析是主机在发送帧之前将目标 IP 地址转换为目标 MAC 地址的过程。

ARP协议的基本功能是通过目标设备的IP地址查询目标设备的MAC地址，保证通信顺畅。

在任何时候，当主机或路由器具有要发送到另一台主机或路由器的数据报时，它必须具有接收站的逻辑 （IP） 地址。 但是，IP 数据报必须先封装到帧中，然后才能通过物理网络传递。 这意味着发送站必须具有接收站的物理地址。

因此，需要从逻辑地址到物理地址的映射。

正如我们前面提到的，这可以使用静态和动态映射来完成。 逻辑地址和物理地址之间的关联可以静态存储在表中，发送站可以在表中找到逻辑地址对应的物理地址，但正如我们前面所讨论的，这不是一个好的解决方案。 每当物理地址发生更改时，都必须更新此表。

频繁更新所有计算机上的表是一项繁琐的任务。

然而，这种映射可以是动态的，即发送站可以在需要时请求接收站宣布其物理地址。 ARP 就是为此目的而设计的。

ARP将IP地址与其物理地址相关联。 在典型的物理网络（如局域网）上，链路上的每个设备通常由写入 NIC（网络接口卡）的物理地址标识。

每当主机或路由器需要查找此网络上另一台主机或路由器的物理地址时，它都会发送 ARP 查询数据包。 该数据包包括发送站的物理地址和 IP 地址，以及接收站的 IP 地址。 由于发送站不知道接收站的物理地址，因此查询通过网络广播。

网络上的每台主机或路由器都会接收并处理该ARP查询报文，但只有目的接收方标识其IP地址并发回ARP响应报文。 此数据包直接发送到查询器单播，并使用接收到的查询数据包中使用的物理地址。

这里需要注意的一点是：每个 ARP 广播都包含发送方的 IP 地址与物理地址的绑定; 接收方在处理 ARP 数据包之前更新其缓存中的 IP 到物理地址绑定信息。

左侧的系统 （a） 有一个数据包要传送到另一个具有 IP 地址的系统 （b）。 系统 A 需要将数据包传递到其数据链路层进行实际交付，但它不知道接收方的物理地址。 它使用ARP服务，该服务请求ARP协议发送广播ARP请求报文，以查询IP地址以获取系统的物理地址。

该物理网络上的每个系统都接收此数据包，但仅接收系统 B。 现在，系统 A 可以使用接收到的物理地址将所有数据包发送到此目标。

ARP——地址解析协议，实际上，ARP包括两种协议，即ARP和RARP。 前者是一种地址解析协议，即将物理地址转换为IP地址，供计算机使用; 后者是一种反地址解析协议，即将IP地址转换为物理地址，主要是为了方便人们记住！

这里用到的原理主要是数学映射原理，即一个IP地址一个个对应一个物理地址，通过DNS服务器解析，逐层找到地址，最后找到地址的正确位置！