以太网邻居发现？

Question

我目前正在尝试熟悉以太网网络协议。然而，在查看标准时，以太网帧需要一个目标 MAC 地址，而源地址 MAC 通常被编程到设备上。我的问题是设备如何获得初始目标地址。例如，当您第一次将计算机插入网络时，它如何发现它的邻居 MAC 地址。就像您需要与默认网关交谈以获取 IP 地址以将数据发送到网络之外。我已尝试查看标准，但不确定是否准确搜索。

我找到了这篇 wiki 文章 Link Layer Discovery Protocol，但它看起来在 2005 年已经标准化，而以太网比这更早。那么在这之前做了什么？它似乎也不仅仅是提供 MAC 地址。

Answer 1

首先，在IP中，当一个节点想要发现具有某个IP地址的设备的以太网地址时，它使用地址解析协议（ARP）。它向以太网广播地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF 发送 ARP 消息，询问“谁有地址 x.x.x.x？”。 LAN 中的每个节点都接收广播并将其传递给 ARP 实现。如果接收节点没有该 IP 地址，它只会丢弃 ARP 消息。如果它有它，它会响应告诉它是该 IP 地址的所有者。如果这是您正在寻找的内容，请阅读http://en.wikipedia.org/wiki/Address_Resolution_Protocol。通过这种方式，源节点可以获知目标节点的硬件地址（具有预期的 IP 地址）并将映射 IP-以太网存储在其 ARP 缓存中。目标节点和所有其他节点学习源节点的映射。您也可以去预订 Comer 的“Internetworking with TCP/IP”。

这是使用 Wireshark 读取的 ARP 消息示例：

No.     Time           Source                Destination           Protocol Length Info
     11 0.620140000    CameoCom_e9:0b:a5     Broadcast             ARP      42     Who has 192.168.2.104?  Tell 192.168.2.1

Frame 11: 42 bytes on wire (336 bits), 42 bytes captured (336 bits) on interface 0
    Interface id: 0 (\Device\NPF_{7E4440AD-DCD2-4498-BC69-E8DF0CEB48AB})
    Encapsulation type: Ethernet (1)
    Arrival Time: Dec 20, 2012 01:10:07.389971000 Argentina Standard Time
    [Time shift for this packet: 0.000000000 seconds]
    Epoch Time: 1355976607.389971000 seconds
    [Time delta from previous captured frame: 0.117128000 seconds]
    [Time delta from previous displayed frame: 0.117128000 seconds]
    [Time since reference or first frame: 0.620140000 seconds]
    Frame Number: 11
    Frame Length: 42 bytes (336 bits)
    Capture Length: 42 bytes (336 bits)
    [Frame is marked: False]
    [Frame is ignored: False]
    [Protocols in frame: eth:ethertype:arp]
    [Coloring Rule Name: ARP]
    [Coloring Rule String: arp]
Ethernet II, Src: CameoCom_e9:0b:a5 (00:18:e7:e9:0b:a5), Dst: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff)
    Destination: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff)
        Address: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff)
        .... ..1. .... .... .... .... = LG bit: Locally administered address (this is NOT the factory default)
        .... ...1 .... .... .... .... = IG bit: Group address (multicast/broadcast)
    Source: CameoCom_e9:0b:a5 (00:18:e7:e9:0b:a5)
        Address: CameoCom_e9:0b:a5 (00:18:e7:e9:0b:a5)
        .... ..0. .... .... .... .... = LG bit: Globally unique address (factory default)
        .... ...0 .... .... .... .... = IG bit: Individual address (unicast)
    Type: ARP (0x0806)
Address Resolution Protocol (request)
    Hardware type: Ethernet (1)
    Protocol type: IP (0x0800)
    Hardware size: 6
    Protocol size: 4
    Opcode: request (1)
    Sender MAC address: CameoCom_e9:0b:a5 (00:18:e7:e9:0b:a5)
    Sender IP address: 192.168.2.1 (192.168.2.1)
    Target MAC address: 00:00:00_00:00:00 (00:00:00:00:00:00)
    Target IP address: 192.168.2.104 (192.168.2.104)

如果您不使用 IP，您仍然可以使用此技术。如果您实现自己的第 2 层或第 3 层协议，节点可以向以太网广播发送消息以了解邻居的地址（您可以使用 ARP 或您自己的实现）。

节点还可以嗅探 LAN 流量，了解所有发送消息的邻居的硬件地址。

我认为有了这些信息，您可以根据自己的需要弄清楚如何去做。