MAC地址与ARP协议

MAC：
-作用
在全球范围内，唯一的，标识一个网络设备；
-表示
共48bit，即6个字节
通过16进制进行表示
-结左构
边的24位，表示厂商代码
右边24位，表示厂商自己定义的一个设备号码
注意：
MAC是物理地址，不可以改变的；
相当于人类世界中的建筑物地址；
在网络世界中，必须同时借助IP和MAC地址
才可以唯一的确定一个通讯的设备
为了能够获得一个IP地址对应的MAC地址，所以需要，ARP
ARP：address resolution protocol：地址解析协议
基于一个IP地址，解析出其对应的MAC地址。
2层头部（MAC/Ethernet头部）
目标MAC + 源MAC +类型
destination source type
6Byte 6Byte 2Byte
2层尾部：FCS，frame checksum ，帧校验和，共4Byte
-作用：
基于一个IP地址，解析出其对应的MAC地址，
为了实现数据的完整封装。
-原理：
1、源主机，以广播的方式发送， ARP 请求包；
2、目标主机，接收ARP请求包以后，
首先检查2层头部的目标MAC，是否与自己相同
或者是否为广播地址；如果是，则分析2层层
头部后面的 ARP 报文：如果其中的“目标IP”
与自己相同，则首先将发送方的IP与MAC的对应
关系，记录下来，放在自己本地的 ARP表中。
3、然后目标主机，以单播的方式，构建并返回ARP
响应报文；
4、源主机，接收ARP响应报文以后，进行与步骤2
相同的数据处理，在本地形成 ARP 表。

-类型：
普通ARP：基于IP地址，解析出对应的MAC地址；
反向ARP：基于MAC地址，获得对应的 IP 地址；
代理ARP
-善意代理
-恶意代理
无故ARP：ARP请求的地址是自己，用于发现与自己
使用重复的IP地址，即IP地址冲突检测。
-核心表：
ARP表
IP地址与MAC地址关系
作用
为了实现数据2层头部的快速封装
类型
静态ARP条目：一直存在于 ARP表中；
动态ARP条目：在有效时间内存在ARP表中；
网络设备的ARP有效时间为4小时；
查看
终端设备：arp -a
网络设备：display arp | show ip arp

-注意：
MAC地址全为1，表示的是广播MAC地址；
MAC地址全为0，表示的是未知的MAC地址；

路由：
-定义：
不相同网段之间互通，叫路由
-实现：
通过具备路由功能的设备来实现“路由”，
比如路由器、多层交换机
-核心：
查看路由表：shoe ip route
分析路由表：
例如：
C 192.168.12.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

192.168.100.1 --------> 192.168.12.9
路由器的工作原理：
1、路由器仅仅关心IP地址，而不是MAC地址；
2、路由器仅仅关心目标IP地址，不关心源IP地址；
3、收到数据包后，会将其中的“目标IP”提出来，
进行“路由表条目”的匹配
过程如下：
#首先分析路由条目的子网掩码长度；
#其次，依据子网掩码的长度，提取
目标IP地址中相应长度位，
#再次，将提出来的位，与路由条目进行比较：
相同，则表示匹配住，从相应端口转发出去；
不同，则表示没匹配住，则丢弃数据包；
路由查看与配置：
-查看：
show ip route
-配置：
静态路由配置：
R1(config)# ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 fas0/0
ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 192.168.12.2
-建议使用这种配置方式。
ICMP协议：第三层
排错思路：
三层不同，看路由；
show ip route = 目标IP
1、掌握正常情况下的数据转发路径
2、分段处理
3、在每个段中，基于 OSI 模型和“数据转发模式”进行排错验证命令：
show IP interface fas0/0->代理ARP的状态；
show IP interface fas0/0 ->看端口的MAC地址
show IP arp -> 查看ARP表；
debug ARP ->在设备上查看 AR P的工作过程；
undebug all -->关闭设备上的所有的 调试命令；
debug ip icmp -->查看 ping 的工作过程；

R2：
R2(config)# interface fas0/0
R2(config-if)#no ip proxy-arp
建议：
配置静态路由时，下一跳使用IP地址；
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[R1]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.0
[R3]ip route-static 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.0
验证与测试：
display ip routing-table
ping 192.168.3.3
ping 192.168.2.1
开启debug 调试命令：
terminal monitor //开启终端监控功能
terminal debugging //开启对debugging的监控
debugging ip icmp //开启对icmp的调试功能