ARP 报文和 IP 数据报的 区分与联系
核心关系可总结为 “ARP 为 IP 铺路，IP 依赖 ARP 完成链路层投递，二者通过链路层封装关联”，
ARP报文格式：
图1
IP数据报格式：
图2
一、协议层次与职责
| 协议 | 所属层次 | 核心职责 | 类比场景（寄快递） |
|---|---|---|---|
| ARP 报文 | 链路层辅助协议 | 解析 “IP 地址 ↔ MAC 地址” 映射 | 查 “收件人 IP 对应的家庭住址（MAC）” |
| IP 数据报 | 网络层协议 | 跨网络路由数据包（含 IP 地址） | 写 “快递单（源 / 目的 IP）+ 包裹内容” |
二、协作流程（发送 IP 数据报的完整过程）
当主机要发送 IP 数据报但未知对端 MAC 地址时，ARP 和 IP 数据报会按以下步骤配合：
1. 触发 ARP：IP 数据报 “需要 MAC 地址才能发送”
主机构造好 IP 数据报（填好源 IP、目的 IP、数据），准备通过链路层发送时，
发现目的 MAC 地址未知 → 暂停 IP 数据报发送，触发 ARP 流程。
2. 发送 ARP 请求：广播询问 “IP 对应的 MAC”
主机构造 ARP 请求报文（图1）：
- 硬件类型 = 1（以太网）、协议类型 = 0x0800（IPv4）。
- 发送方硬件地址 = 自己的 MAC，发送方协议地址 = 自己的 IP。
- 目标硬件地址 = 全 0（未知），目标协议地址 = 对端的 IP。
将 ARP 请求报文 封装到以太网帧（目的 MAC 填广播地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF），链路层广播发送。
3. 接收 ARP 响应：获取对端 MAC 地址
对端主机收到 ARP 请求后，发现 “目标协议地址是自己的 IP”，构造 ARP 响应报文（图1）：
- 目标硬件地址 = 请求方的 MAC，目标协议地址 = 请求方的 IP。
- 发送方硬件地址 = 自己的 MAC，发送方协议地址 = 自己的 IP。
将 ARP 响应报文封装到以太网帧（目的 MAC 填请求方的 MAC），单播回复。
4. 封装并发送 IP 数据报：利用 ARP 结果完成投递
请求方主机收到 ARP 响应，缓存 “对端 IP ↔ MAC” 映射，然后将 之前暂停的 IP 数据报：
- 封装到以太网帧（目的 MAC 填刚拿到的对端 MAC）。
- 通过链路层发送，完成网络通信。
三、格式与封装的关联
1. ARP 报文的封装
ARP 报文本身是链路层的数据部分，
封装结构：
2. IP 数据报的封装
IP 数据报是链路层的数据部分，同时可承载上层数据（如 TCP/UDP），
封装结构：
3. 关键区别：以太网帧的 “类型字段”
- 当类型 = 0x0806 时，数据部分是 ARP 报文（处理地址解析）。
- 当类型 = 0x0800 时，数据部分是 IP 数据报（处理网络层路由）。
四、核心关系总结
- 依赖关系：IP 数据报发送时，若缺 MAC 地址，必须依赖 ARP 解析。
- 封装关系：二者都被封装到链路层帧，但通过 “以太网类型字段” 区分。
- 协作关系：ARP 解决 “IP→MAC” 的映射问题，为 IP 数据报的链路层投递铺路；IP 数据报负责网络层路由，承载上层数据跨网传输。
简单说：
ARP 是 IP 数据报的 “问路向导”，IP 数据报是网络通信的 “包裹”，二者配合让数据包准确送达