那么问题来了,计算机 A 是如何知道计算机 B 的 MAC 地址的呢?这个时候就得由 ARP 协议这个家伙来解决了,不过 ARP 协议会涉及到IP地址,我们下面才会扯到IP地址。因此我们先放着,就当作是有这么一个 ARP 协议,通过它我们可以知道子网中其他计算机的 MAC 地址。
3. 网络层上面我们有说到子网这个关键词,实际上我们所处的网络,是由无数个子网络构成的。广播的时候,也只有同一个子网里面的计算机能够收到。
假如没有子网这种划分的话,计算机 A 通过广播的方式发一个数据包给计算机 B , 其他所有计算机也都能收到这个数据包,然后进行对比再舍弃。世界上有那么多它计算机,每一台计算机都能收到其他所有计算机的数据包,那就不得了了。那还不得奔溃。 因此产生了子网这么一个东西。
那么问题来了,我们如何区分哪些 MAC 地址是属于同一个子网的呢?假如是同一个子网,那我们就用广播的形式把数据传送给对方,如果不是同一个子网的,我们就会把数据发给网关,让网关进行转发。
为了解决这个问题,于是,有了 IP 协议。
1. IP协议
IP协议,它所定义的地址,我们称之为IP地址。IP协议有两种版本,一种是 IPv4,另一种是 IPv6。不过我们目前大多数用的还是 IPv4,我们现在也只讨论 IPv4 这个版本的协议。
这个 IP 地址由 32 位的二进制数组成,我们一般把它分成4段的十进制表示,地址范围为0.0.0.0~255.255.255.255。
每一台想要联网的计算机都会有一个IP地址。这个IP地址被分为两部分,前面一部分代表网络部分,后面一部分代表主机部分。并且网络部分和主机部分所占用的二进制位数是不固定的。
假如两台计算机的网络部分是一模一样的,我们就说这两台计算机是处于同一个子网中。例如 192.168.43.1 和 192.168.43.2, 假如这两个 IP 地址的网络部分为 24 位,主机部分为 8 位。那么他们的网络部分都为 192.168.43,所以他们处于同一个子网中。
可是问题来了,你怎么知道网络部分是占几位,主机部分又是占几位呢?也就是说,单单从两台计算机的IP地址,我们是无法判断他们的是否处于同一个子网中的。
这就引申出了另一个关键词————子网掩码。子网掩码和IP地址一样也是 32 位二进制数,不过它的网络部分规定全部为 1,主机部分规定全部为 0.也就是说,假如上面那两个IP地址的网络部分为 24 位,主机部分为 8 位的话,那他们的子网掩码都为 11111111.11111111.11111111.00000000,即255.255.255.0。
那有了子网掩码,如何来判端IP地址是否处于同一个子网中呢。显然,知道了子网掩码,相当于我们知道了网络部分是几位,主机部分是几位。我们只需要把 IP 地址与它的子网掩码做与(and)运算,然后把各自的结果进行比较就行了,如果比较的结果相同,则代表是同一个子网,否则不是同一个子网。
例如,192.168.43.1和192.168.43.2的子码掩码都为255.255.255.0,把IP与子码掩码相与,可以得到他们都为192.168.43.0,进而他们处于同一个子网中。
2. ARP协议
有了上面IP协议的知识,我们回来讲一下ARP协议。
有了两台计算机的IP地址与子网掩码,我们就可以判断出它们是否处于同一个子网之中了。
假如他们处于同一个子网之中,计算机A要给计算机B发送数据时。我们可以通过ARP协议来得到计算机B的MAC地址。
ARP协议也是通过广播的形式给同一个子网中的每台电脑发送一个数据包(当然,这个数据包会包含接收方的IP地址)。对方收到这个数据包之后,会取出IP地址与自身的对比,如果相同,则把自己的MAC地址回复给对方,否则就丢弃这个数据包。这样,计算机A就能知道计算机B的MAC地址了。
可能有人会问,知道了MAC地址之后,发送数据是通过广播的形式发送,询问对方的MAC地址也是通过广播的形式来发送,那其他计算机怎么知道你是要传送数据还是要询问MAC地址呢?其实在询问MAC地址的数据包中,在对方的MAC地址这一栏中,填的是一个特殊的MAC地址,其他计算机看到这个特殊的MAC地址之后,就能知道广播想干嘛了。
假如两台计算机的IP不是处于同一个子网之中,这个时候,我们就会把数据包发送给网关,然后让网关让我们进行转发传送
3. DNS服务器