都有一个MAC地址头么？我们知道每一块以太网卡都有一个MAC地址，这个地址是唯一的，那么IP包是如何知道这个MAC地址的？这就是ARP协议的工作。
在网络通讯时，源主机的应用程序知道目的主机的IP地址和端口号，却不知道目的主机的硬件地址，而数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的，如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符，则直接丢弃。因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址。ARP协议就起到这个作用。
工作原理：
1）每台主机都维护一个ARP缓存表，当源主机要发送一个IP包的时候，会首先查一下自己的ARP高速缓存（就是一个IP-MAC地址对应表缓存）。
2）如果查询的IP－MAC值对不存在，那么源主机就向网络发送一个ARP协议广播包，这个广播包里面就有待查询的IP地址，比如询问“IP地址是192.168.0.1的主机的硬件地址是多少”，并将这个请求广播到本地网段（以太网帧首
部的硬件地址填FF:FF:FF:FF:FF:FF表示广播）。
3) 直接收到这份广播的包的所有主机都会查询自己的IP地址，如果收到广播包的某一个主机发现IP地址与本机相符，那么就准备好一个包含自己的MAC地址的ARP包传送给发送ARP广播的源主机，而广播源主机拿到ARP包后会更新自己的ARP缓存（就是存放IP-MAC对应表的地方）。
4)发送广播的主机就会用新的ARP缓存数据准备好数据链路层的的数据包发送工作。
每台主机都维护一个ARP缓存表，可以用arp -a命令查看。
[dev@writedb ~]$ arp -a
(192.168.1.145) at 24:1f:a0:c0:f7:bc [ether] on em1
(192.168.1.1) at 3c:8c:40:99:24:05 [ether] on em1
(192.168.1.137) at 3c:15:c2:ee:a8:b2 [ether] on em1
(192.168.1.122) at 28:b2:bd:4f:1e:ba [ether] on em1
缓存表中的表项有过期时间（一般为20分钟），如果20分钟内没有再次使用某个表项，则该表项失效，下次还要发ARP请求来获得目的主机的硬件地址。想一想，为什么表项要有过期时间而不是一直有效？ARP数据报的格式如下所示：注意到源MAC地址、目的MAC地址在以太网首部和ARP请求中各出现一次，对于链路层为以太网的情况是多余的，但如果链路层是其它类型的网络则有可能是必要的。硬件类型指链路层网络类型，1为以太网，协议类型指要转换的地址类型，0x0800为IP地址，后面两个地址长度对于以太网地址和IP地址分别为6和4（字节），op字段为1表示ARP请求，op字段为2表示ARP应答。3. IP地址与路由
IPv4的IP地址长度为4字节，通常采用点分十进制表示法（dotted decimal representation）例如0xc0a80002表示为192.168.0.2。Internet被各种路由器和网关设备分隔成很多网段，为了标识不同的网段，需要把32位的IP地址划分成网络号和主机号两部分，网络号相同的各主机位于同一网段，相互间可以直接通信，网络号不同的主机之间通信则需要通过路由器转发。
过去曾经提出一种划分网络号和主机号的方案，把所有IP地址分为五类，如下图所示：A类 0.0.0.0到127.255.255.255
B类 128.0.0.0到191.255.255.255
C类 192.0.0.0到223.255.255.255
D类 224.0.0.0到239.255.255.255
E类 240.0.0.0到247.255.255.255
一个A类网络可容纳的地址数量最大，一个B类网络的地址数量是65536，一个C类网络的地址数量是256。D类地址用作多播地址，E类地址保留未用。
随着Internet的飞速发展，这种划分方案的局限性很快显现出来，大多数组织都申请B类网络地址，导致B类地址很快就分配完了，而A类却浪费了大量地址。这种方式对网络的划分是flat的而不是层级结构（hierarchical）的，Internet上的每个路由器都必须掌握所有网络的信息，随着大量C类网络的出现，路由器需要检索的路由表越来越庞大，负担越来越重。
针对这种情况提出了新的划分方案，称为CIDR（Classless Interdomain Routing）。网络号和主机号的划分需要用一个额外的子网掩码（subnet mask）来表示，而不能由IP地址本身的数值决定，也就是说，网络号和主机号的划分与这个IP地址是A类、B类还是C类无关，因此称为Classless的。这样，多个子网就可以汇总（summarize）成一个Internet上的网络，例如，有8个站点都申请了C类网络，本来网络号是24位的，但是这8个站点通过同一个ISP（Internet
service provider）连到Internet上，它们网络号的高21位是相同的，只有低三位不同，这8个站点就可以汇总，在Internet上只需要一个路由表项，数据包通过Internet上的路由器到达ISP，然后在ISP这边再通过次级的路由器选路到某个站点。 下面举两个例子：
划分子网的例子1IP地址 140.252.20.68 8C FC 14 44
子网掩码
255.255.255.0 FF FF FF 00 网络号 140.252.20.0 8C FC 14 00
子网地址范围
140.252.20.0~140.252.20.255
TCPIP第三层--网络层
