ARP
地址解析協議，即ARP（Address Resolution Protocol），是根據IP地址獲取物理地址的一個TCP/IP協議。主機發送信息時將包含目標IP地址的ARP請求廣播到局域網絡上的所有主機，並接收返回消息，以此確定目標的物理地址；收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機ARP緩存中並保留一定時間，下次請求時直接查詢ARP緩存以節約資源。
在相同網段的ARP工作原理
如圖，在相同網段的時候，PC5會廣播ARP請求，然后根據交換機的工作原理，如果划分了VLAN就在相同的VLAN內廣播，如果沒有划分VLAN隔離就，也就是默認的VLAN 1，在VLAN 1內廣播，相當於也是在VLAN內廣播。
PC上IP地址配置、MAC地址如圖而且不配置網關地址，交換機不做任何配置；
在PC5上ping2.2.2.4，進行抓包
1.可以看到PC5源地址46:27:57:a4:05:06，目的地址為廣播的ARP請求包，廣播請求Who has 2.2.2.4？
2.PC6收到ARP廣播包后把PC5的MAC地址和IP地址記入到ARP緩存表中，然后PC6回應源地址是46:27:59:05:06:06，目的地址是PC5的46:27:57:a4:05:06單播ARP回應；
3.PC5收到ARP單播回應，記入ARP緩存表；然后發送ICMP的ping包
配置地址如圖，地址掩碼相同，PC的網關是和路由器直連的路由器接口地址
首先，這里有幾個問題，路由器有隔離廣播域的功能，那么，當PC2廣播ARP請求的時候，PC3應該是收不到的，那么PC2是怎么通過IP地址ARP廣播請求得到PC3的MAC地址的呢？
回答一下上面的問題：
1.PC2得到的並不是PC3的MAC地址，而是網關R1的g0/0接口的MAC地址；
2.路由器的確隔離廣播域；
首先，和上面沒有配置網關地址可以看出，PC和路由器都會廣播發送ARP的request報文
路由器在他接口的廣播域發送廣播報文，PC收到並記入到ARP緩存表；
PC廣播自己的MAC地址，讓網關能收到，路由器收到記入ARP緩存表；
這樣PC和他的網關就有對方MAC地址和IP地址對應的緩存表；
接下來我們進行ping測試
可以看到，在PC6
發送不同網段的數據包的時候，ARP的作用是尋找網關的MAC地址，然后通過網關來轉發不同網段的數據包；
這里再說明一下代理ARP和正常ARP是怎么樣的一個區別：
代理ARP：
PC沒有設置網關，在和不同網段通信的時候，直接發送ARP廣播包，直接詢問目的網段，而這時，最近一個網關路由器充當一個代理的功能，回應自己的MAC地址給他，前提是這個路由器有ARP代理的功能；
正常ARP：
PC設置了網關，PC在訪問不同網段的時候，PC就直接會去找網關發送的是同網段的數據包，在發送和接受數據包的時候，要找的IP地址對應的MAC地址都是這個網關的MAC地址；
不管是那個形式的ARP，不同網段都是要查網關的MAC地址，代理ARP不會告訴你是他充當了你的網關，而是直接告訴你，他就算你要找的那個目的地，而正常ARP就在你知道他是網關的前提下，你直接找這個網關來幫你轉發數據；
接下來我們在說一下，為什么一定要知道了MAC地址才能通信：
首先從OSI和TCP/IP的網絡模型都可以看出，網絡層也就是IP地址的所工作的位置，是被MAC地址所工作的位置數據鏈路層或者網絡接口層封裝，這是從規定上解釋，網絡層通信一定要被底層封裝，也就是要知道了MAC地址后IP地址才能通信；
那為什么不直接用MAC地址在公網來尋址呢？
MAC地址就像身份證一樣，它只唯一的標志一個網絡接口，它沒有被設計為具有尋址功能，因為MAC地址是固定的；
在局域網，網絡規模不是非常大，可以靠MAC地址尋址；
所以我們想想如果一台PC要靠MAC地址在公網尋址，那這台PC最近的路由器就得知道這個數據幀的目的MAC地址從那個接口轉發，但是MAC不想IP地址一樣，有掩碼，有對應路由協議學習，那你如果要通過MAC地址轉發， 你就得知道所有網絡的MAC，這樣才能知道轉發路徑，這是不可能的，這種想法也是極端的，設計MAC地址當初就不是為了尋址，而是為了身份唯一；