理解ARP协议：为何它属于网络层而非数据链路层

"这篇资源主要讨论了计算机网络中的ARP协议及其相关问题，包括ARP协议的层次定位、ARP高速缓存的超时机制、无需发送ARP请求的情况以及IP数据报发送过程中ARP的使用次数。此外，还涉及路由器路由表的更新算法。" 1. ARP协议的层次定位：ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）被归类在网络层，而非数据链路层。这是因为ARP的主要作用是为网络层的IP协议提供IP地址到物理地址（MAC地址）的映射服务。数据链路层并不直接使用IP地址，而是依赖于物理地址进行通信。ARP协议的存在使得网络层能够将IP数据报封装到正确的数据链路层帧中。 2. ARP高速缓存的超时机制：ARP高速缓存中的每个项目都会设置一个10到20分钟的超时计时器。这个时间设置既不能太短也不能太长。如果时间过短，会导致频繁的ARP请求和响应，增加网络通信负担；如果时间过长，可能无法及时反映网络中IP地址与MAC地址的变化，比如更换网卡或动态主机配置时。 3. 不需要发送ARP请求的情况： - 源主机的ARP缓存中已经存储了目的IP地址的MAC地址，可以直接使用。 - 源主机发送广播分组，无需特定的目的MAC地址，因此不需要ARP解析。 - 源主机与目的主机之间使用点对点链路，如PPP协议，它们之间的通信只需一次地址验证。 4. IP数据报发送过程中的ARP使用次数：主机A发送IP数据报到主机B，途中经过5个路由器，最多需要6次ARP操作：主机A发送前一次，每个路由器转发时一次，到达主机B时再进行一次。 5. 路由器路由表的更新：路由器B收到来自路由器C的路由信息后，首先在收到的信息上加1形成新的距离，并将下一跳路由器设为C。然后，将这些信息与B原有的路由表对比，更新距离更短的条目，从而优化路由选择。例如，N25、N39、N65、N84和N96的目标网络在更新后通过C作为下一跳路由器。 此资源深入探讨了ARP协议在计算机网络中的关键角色，以及路由选择的基本原理，对于理解网络通信流程具有重要价值。