上一篇文章我簡單講述了一個數據報文是如何在局域網中轉發的，簡單的回顧一下流程：
- 主機封裝數據報文，其中包含
請求體、源IP、目標IP和源MAC地址等信息。 - 報文經過交換機，交換機將報文發送給路由器進行解析。
- 路由器將報文的
目標IP與路由表中的子網掩碼進行邏輯與運算，得到目標網段，並根據匹配的目標網段的路由網關進行轉發。
在文章的末尾我還說了，如果在交換機中已經記錄了當前局域網中所有設備的映射，那麼報文是不會經過路由器進行轉發的，那麼交換機是如何做到的呢？我們來了解一個協議–ARP協議
什麼是ARP協議
首先，ARP協議是三層網絡協議，也就是基於網絡層的協議。在網絡層協議中，數據的報文將僅關注IP地址和MAC地址這些信息，LVS其實也是基於三層網絡協議的(其實是僞三層，因爲LVS會偷窺數據包的握手信息)。
大白話來講，ARP協議就是用來廣播統一局域網段內機器的IP和MAC信息的。
ARP協議的工作流程
還是以之前的局域網絡拓撲爲例：
如果主機10想要和11進行通訊，會經歷以下幾個步驟：
- 創建一個ARP協議格式的報文，報文的目標MAC地址全爲F，目標IP爲11。
- 報文發送至交換機，交換機發現是一個ARP協議的報文，會將此報文通過自己記錄的端口進行廣播。
- 11和12兩臺主機都接收到ARP報文，12發現目標IP與自己本機IP不符，將此報文丟棄；11發現與本機IP一致，將自己的MAC地址也封裝成ARP協議的報文，發送給交換機。
- 主機10收到報文，將11的MAC地址緩存到本地的ARP列表中。
這裏需要說明的一點是，在第三步中，主機11將自己的MAC地址封裝成ARP協議報文，其實是一個將原來的報文進行替換的過程，如下圖：
交換機在這些報文一來二去的通訊過程中，會記錄自己的端口與所連主機的映射關係：
比如上圖的交換機連接了3臺主機，對應的端口分別爲1，5，7。主機第一次通過交換機發送報文的時候，交換機會把端口對應的主機的MAC地址記錄下來，如此通訊多次後，交換機內部就能具備能夠告知各個主機節點去路的能力。由於交換機僅記錄MAC地址，所有交換機屬於二層協議的設備。
下一篇文章我們將跨入互聯網通訊，探明互聯網中的兩臺主機是如何進行通訊的，並介紹NAT、DR、TUN等知識。