ARP协议
网络设备有数据要发送给另一台网络设备时，必须要知道对方的网络层地址（即IP地址）。IP地址由网络层来提供，但是仅有IP地址是不够的，IP数据报文必须封装成帧才能通过数据链路进行发送。数据帧必须要包含目的MAC地址，因此发送端还必须获取到目的MAC地址。通过目的IP地址而获取目的MAC地址的过程是由ARP（Address Resolution Protocol）协议来实现的。
网络设备通过ARP报文来发现目的MAC地址。ARP报文中包含以下字段：
- Hardware Type表示硬件地址类型，一般为以太网；
- Protocol Type表示三层协议地址类型，一般为IP；
- Hardware Length和Protocol Length为MAC地址和IP地址的长度，单位是字节；
- Operation Code指定了ARP报文的类型，包括ARP request和ARP reply；
- Source Hardware Address指的是发送ARP报文的设备MAC地址；
- Source Protocol Address指的是发送ARP报文的设备IP地址；
- Destination Hardware Address指的是接收者MAC地址，在ARP request报文中，该字段值为0；
- Destination Protocol Address指的是指接收者的IP地址。
网络设备在什么情况下会发送ARP request？
答：源设备在发送数据给目的设备前，会首先查看自身的ARP缓存，查找ARP缓存中是否存在目的设备的IP地址和MAC地址的映射。如果存在则直接使用，如果不存在则会发送ARP request。
网络设备什么时候会产生免费ARP？
答：当网络上的一个设备被分配了IP地址或者IP地址发生变更后，可以通过免费ARP来检查IP地址是否冲突。