西门子PLC中央处理器CPU416F-2

西门子PLC中央处理器CPU416F-2

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PC1依据OSI模型①依次从上至下对数据进行封装,包括对ICMP Date加IP包头的封装,但是到了封装MAC地址的时候,②PC1手选查询自己的ARP缓存表,发现没有IP2和他的MAC地址的映射,这个时候MAC数据帧封装失败。我们使用ping命令的时候,是指定PC2的IP2的,计算机是知道目的主机的IP地址,能够完成网络层的数据封装,因为设备通信还需要对方的MAC地址,但是PC1的缓存表里没有,所以在MAC封装的时候填入不了目的MAC地址。

那么PC1为了获取PC2的MAC地址,③PC1要发送询问信息,询问PC2的MAC地址,询问信息包括PC1的IP和MAC地址、PC2的IP地址,这里我们想到一个问题,即使是询问信息,也是需要进行MAC数据帧的封装,那这个询问信息的目的MAC地址填什么呢,规定当目的MAC地址为ff-ff-ff-ff-ff-ff时,就代表这是一个询问信息,也即使后面我要说的广播。

   PC2收到这个询问信息后,将这里面的IP1和MAC1(PC1的IP和MAC)添加到本地的ARP缓存表中,然后④PC2发送应答信息,对数据进行IP和MAC的封装,发送给PC1,因为缓存表里已经有PC1的IP和MAC的映射了呢。这个应答信息包含PC2的IP2和MAC2。PC1收到这个应答信息,理所应当的就获取了PC2的MAC地址,并添加到自己的缓存表中。

   经过这样交互式的一问一答,PC1和PC2都获得了对方的MAC地址,值得注意的是,目的主机先完成ARP缓存,然后才是源主机完成ARP缓存。之后PC1和PC2就可以真正交流了。

时长01:17:41

工作过程

主机A的IP地址为192.168.1.1,MAC地址为0A-11-22-33-44-01;

主机B的IP地址为192.168.1.2,MAC地址为0A-11-22-33-44-02;

当主机A要与主机B通信时,地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析成主机B的MAC地址,以下为工作流程:

第1步:根据主机A上的路由表内容,IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。

第2步:如果主机A在ARP缓存中没有找到映射,它将询问192.168.1.2的硬件地址,从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配,它将丢弃ARP请求。

第3步:主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配,则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。

第4步:主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。

第5步:当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时,会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的,生存期结束后,将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定,主机A就能向主机B发送IP通信了。