目录
一、网络层的任务和服务
1、分组转发
2、路由选择
二、ARP协议原理
1、目标物理地址在ARP Cache中
2、目标物理地址不在ARP高速缓存中
三、ARP的4种典型情况
计算机网络的学习已经到网络层部分了，从物理层、数据链路层，逐渐接近五层协议结构的上层。
网络层是数据链路层的上一层，它的工作任务，也是核心功能，一共有两个：分组转发和路由选择。
网络层的主要任务就是将分组从源主机传送到目的主机，最核心的设备无非就是路由器了。路由器维护了一个转发表，在转发分组时候，根据分组数据的首部标识在转发表中查询，然后转发到目标地址。
当分组从发送方传送到接收方，网络层需要决定这些分组要走的路径，这就是路由选择（Routing）。路由选择的结果就是生成转发表。
路由选择的方式包括：集中式、分布式。分布式自动路由选择需要在路由器上运行路由选择协议，互相交换路由信息并计算路由。实际上，该过程直接生成的是路由表，再生成转发表。
在网络层，提供了面向连接和无连接的服务。
面向连接服务的网络成为虚电路网络；无连接服务的网络成为数据报网络。
虚电路网络的特点数据报网络的特点
网络层中重要的协议：IP协议，是TCP/IP体系中最重要的协议之一。
IP协议配套的4个协议是：地址解析协议（ARP）、逆地址解析协议（RARP）、网际控制报文协议（ICMP）、网际组管理协议（IGMP）。
ARP和RARP协议解决了已知目标IP地址，需要获得对应的物理地址；和反过程，已知目标物理地址，需要获得相应的IP地址。
RARP协议现在已经没有单独使用，DHCP协议中已经包含RARP协议的功能。
这里我主要记录一下ARP工作过程。
在支持广播的局域网中可以使用ARP协议解决IP地址和物理地址的动态映射关系问题。方法：每台主机都有ARP高速缓存，在其中存放了一个IP地址-物理地址的映射表，并且不断动态更新。
ARP工作过程，我的总结如下：
当A主机要发送IP数据报给同一局域网的主机B，A主机查询自己的ARP Cache，发现存在B的IP地址和物理地址映射条目，因此就把MAC地址写入MAC帧通过局域网发送到B的物理地址。
在这个过程完成了主机A对主机B的MAC地址信息的获取，当然，主机B会把主机A的IP地址-MAC地址写入自己的Cache，方便之后可能的通信，不用发送ARP广播，减少网络的通信量。
看到这里，我们会发现前提是在同一局域网下主机之间的数据传送，在不用局域网中，主机A发送的广播不会被主机B接收到，因此，需要通过路由器对主机A的请求进行转发，再继续上面的ARP工作过程。
发送方是主机，IP数据报要发送到本网络的另一个主机，这时用ARP找到目的物理地址。发送方是主机，IP数据报要发送到另一局域网的一个主机，这是ARP先找到局域网中的一个路由器，剩下工作由路由器完成。发送方是路由器，IP数据报要发送到本网络的另一个主机，这时用ARP找到目的物理地址。发送方是路由器，IP数据报要发送到另一局域网的一个主机，这是ARP先找到局域网中的另一个路由器，剩下工作由这个路由器完成。
这样，通过多次使用ARP，实现全网的通信。
ARP的产生当然有它的优势所在，全世界存在大量不同的网络，它们使用不同形式的物理地址，这些异构网络要互相通信，统一的IP地址格式加上ARP地址解析协议解决了这个问题，ARP的实现过程是计算机软件自动进行的，用户并未感知到。
网络层的部分其实还有许多内容，IP数据报、ICMP协议等，为了保证博文合适的长度和质量，准备在接下来进行记录网络层的学习内容。
