计算机如何知道将数据包发送到哪里，只有 IP 而不是 MAC

Question

通过普通的以太网电缆（跳线），您可以使用以太网帧（https://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet_frame）将数据发送到 LAN 网络中的其他计算机/设备。在以太网帧中，有源MAC地址和目的MAC地址。它有一个有效负载。有效负载包含 IP 包 ( https://en.wikipedia.org/wiki/Network_packet )。当我输入命令时，我的计算机如何ping 192.168.86.40在不知道用于发送以太网帧的 mac 地址的情况下连接到计算机并发送包。您需要一个目标 MAC 地址来发送包含 IP 数据包的以太网帧。如果我使用静态 IP 地址、子网主机和网关 IP 设置网络，则网关要连接的 MAC 地址是多少。计算机是否使用广播 mac 地址FF:FF:FF:FF来确定网关 mac 地址是什么？

问题是：计算机如何知道将数据包发送到哪里，仅使用 IP 地址而不是 MAC 地址来发送包含 IP 数据包的以太网帧

Answer 1

IPv4 使用 ARP（地址解析协议）——源节点以广播方式发送 ARP 请求，询问目标 IP 的 MAC 地址。该请求被目标节点接收（被其他任何人忽略）并用其 MAC 地址进行回复。

一旦知道了 MAC 地址，源就可以将 IP 数据包封装在以太网帧中并发送出去。

ARP 仅适用于任何本地IP 地址，即。与发件人位于同一子网中的地址。如果您的本地 IP 地址是，例如，192.168.86.2/24目的地192.168.86.40是本地的。

发送到本地子网之外的IP 地址需要网关（路由器） - 这可以只是默认网关或本地路由表指示的另一个特定网关。这里ARP仅用于解析网关IP地址。IP数据包以网关的MAC地址为目的地进行封装并发送出去。

网关重复此过程 - 在本地时通过 ARP 解析目标 IP，或者使用其路由表查找下一跳网关、解析其 IP 地址并转发到该 MAC。重复这些步骤直到到达目的地。

因此，你的问题的答案是：

• 主机使用其本地路由表来确定通往目的地的下一跳（可能是目的地本身）
• 使用 ARP（对于 IPv4）将下一跳的 IP 地址解析为其 MAC 地址
• IP 数据包被封装在寻址到该 MAC 的以太网帧中并发送出去

当然，除了以太网之外还有其他链路层，但一般过程与所有基于 MAC 的网络相同。