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ARP,全称Address Resolution Protocol,地址解析协议,它工作在数据链路层,在本层和硬件接口联系,同时对上层提供服务。

 
IP数据包常通过以太网发送,以太网设备并不识别32位IP地址,它们是以48位以太网地址传输以太网数据包。因此,必须把IP目的地址转换成以太网目的地址。在以太网中,一个主机要和另一个主机进行直接通信,必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢?它就是通过地址解析协议获得的。ARP协议用于将网络中的IP地址解析为的硬件地址(MAC地址),以保证通信的顺利进行。
 
ARP协议_RARP
 
ARP报文被封装在以太网帧头部中传输:0X0806代表封装的上层协议是ARP协议.
 
ARP协议_ARP_02
 
 硬件类型字段:指明了发送方想知道的硬件接口类型,以太网的值为1;

  协议类型字段:指明了发送方提供的高层协议类型,IP为0800(16进制);

  硬件地址长度和协议长度:指明了硬件地址和高层协议地址的长度,这样ARP报文就可以在任意硬件和任意协议的网络中使用;

  操作字段:用来表示这个报文的类型,ARP请求为1,ARP响应为2,RARP请求为3,RARP响应为4;

  发送方的硬件地址(0-3字节):源主机硬件地址的前3个字节;

  发送方的硬件地址(4-5字节):源主机硬件地址的后3个字节;

  发送方IP(0-1字节):源主机硬件地址的前2个字节;

  发送方IP(2-3字节):源主机硬件地址的后2个字节;

  目的硬件地址(0-1字节):目的主机硬件地址的前2个字节;
  
  目的硬件地址(2-5字节):目的主机硬件地址的后4个字节;

  目的IP(0-3字节):目的主机的IP地址。
 
ARP的工作原理如下:

  1. 首先,每台主机都会在自己的ARP缓冲区 (ARP Cache)中建立一个 ARP列表,以表示IP地址和MAC地址的对应关系。

  2. 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时,会首先检查自己 ARP列表中是否存在该 IP地址对应的MAC地址,如果有﹐就直接将数据包发送到这个MAC地址;如果没有,就向本地网段发起一个ARP请求的广播包,查询此目的主机对应的 MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。

  3. 网络中所有的主机收到这个ARP请求后,会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包;如果相同,该主机首先将发送端的 MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中,如果ARP表中已经存在该IP的信息,则将其覆盖,然后给源主机发送一个 ARP响应数据包,告诉对方自己是它需要查找的MAC地址;

  4. 源主机收到这个ARP响应数据包后,将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中,并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。
 
      ARP请求:如果你是这个I P地址的拥有者,请回答你的硬件地址.
 
ARP协议_职场_03
 
当主机A要和主机B通信(如主机A Ping主机B)时。主机A会先检查其ARP缓存内是否有主机B的MAC地址。如果没有,主机A会发送一个ARP请求广播包,此包内包含着其欲与之通信的主机的IP地址,也就是主机B的IP地址。当主机B收到此广播后,会将自己的MAC地址利用ARP响应包传给主机A,并更新自己的ARP缓存,也就是同时将主机A的IP地址/MAC地址对保存起来,以供后面使用。主机A在得到主机B的MAC地址后,就可以与主机B通信了。同时,主机A也将主机B的IP地址 /MAC地址对保存在自己的ARP缓存内。
 
ARP协议_RARP_04
 
ARP不能通过IP路由器发送广播,所以不能用来确定远程网络设备的硬件地址。对于目标主机位于远程网络的情况,IP利用ARP确定默认网关(路由器)的硬件地址,并将数据包发到默认网关,由路由器按它自己的方式转发数据包。
 
ARP真实截图(我自己的网络,郁闷!那个同事装的系统带毒,给我一个烂摊子。拔了两根网线才能找开我原来的空间把东西转过来,顺便加两张真实的截图,呵呵!)!
 
ARP协议_休闲_05
 
ARP协议_休闲_06
 
反向ARP(Reverse ARP,RARP)用于把物理地址(MAC地址)转换到对应的 IP 地址。例如,在无盘工作站启动的时候,因为无法从自身的操作系统获得自己的IP地址配置信息。这时,无盘工作站可发送广播请求获得自己的IP地址信息,而 RARP服务器则响应IP请求消息-为无盘工作站分配1个未用的IP地址(通过发送RARP应答包)。
  
  反向ARP(RARP)在很大程度上已被BOOTP、DHCP所替代,后面这两种协议对RARP的改进是可以提供除了IP地址外的其它更多的信息,如默认网关、DNS服务器的IP地址等信息。
RARP的工作原理:

  1. 发送主机发送一个本地的RARP广播,在此广播包中,声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址;

  2. 本地网段上的RARP服务器收到此请求后,检查其RARP列表,查找该MAC地址对应的IP地址;

  3. 如果存在,RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用;

  4. 如果不存在,RARP服务器对此不做任何的响应;
  
  5. 源主机收到从RARP服务器的响应信息,就利用得到的IP地址进行通讯;如果一直没有收到RARP服务器的响应信息,表示初始化失败。
 
ARP协议_RARP_07
 
代理ARP

代理ARP(PROXY ARP)也被称作混杂ARP(Promiscuous ARP)(RFC 925、1027)一般被像路由器这样的设备使用--用来代替处于另一个网段的主机回答本网段主机的ARP请求。