ARP Cache更新过程

首先搭建如图拓扑,并配置相应ip

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此时可以发现,ARP缓存中无任何信息

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将模拟器切换至Simulation模式,以PC0 PC1为源地址和目标地址创建一个简单PDU,如图,所有主机都能收到,但只有PC1响应了PC0的请求

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MAC响应报文

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ARP响应报文的数据帧如下图所示

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然后可以看到PC0和PC1的ARP高速缓存中都已经保存了对方的IP地址和MAC地址的映射关系

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然后在网络拓扑中增加一台新的PC4,并从PC0向PC4发送报文,再次观察ARP的运行过程,发现PC4的ARP缓存中没有任何信息

所有主机都能收到PC0的广播报文,但只有PC4响应了PC0的请求

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PC4的ARP高速缓存中已经保存了PC0的IP地址和MAC地址的映射关系

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### ARP协议工作原理 ARP(Address Resolution Protocol)协议用于在网络层将IP地址解析为物理层的MAC地址,这是局域网内设备间通信的基础[^2]。 #### ARP请求过程 当一台主机需要向另一台主机发送数据时,如果目标主机位于同一局域网中,则源主机需先查询本地ARP缓存表来查找对应的目标IP地址是否有已知的MAC地址。如果没有找到匹配项,该主机会广播一个ARP请求消息给整个子网中的所有节点。这个ARP请求包含了发起者的IP地址及其自身的硬件地址以及询问的目的IP地址[^1]。 ```plaintext Source IP Address: A.A.A.A Target IP Address: B.B.B.B Sender Hardware Addr.: AA:BB:CC:DD:EE:FF (自己的MAC地址) Target Hardware Addr.: ?? (未知) ``` #### ARP响应过程 接收到此广播帧后,在同一个二层广播域内的每一台机器都会检查其中所携带的信息;只有那些发现自己正是被寻址对象才会做出回应——即拥有与请求中指定相同目的IP地址的那个实体会单播回复一条包含自己MAC地址在内的确认信息回给最初发出查询的一方。这样就完成了从逻辑上的第三层到链路第二层之间的映射关系建立。 ```plaintext Source IP Address: B.B.B.B Target IP Address: A.A.A.A Sender Hardware Addr.: GG:HH:II:JJ:KK:LL (应答者的真实MAC地址) Target Hardware Addr.: AA:BB:CC:DD:EE:FF (最初的发问者的MAC地址) ``` 一旦完成上述交互操作之后,两台计算机就可以利用获得的新知识来进行后续的数据交换活动了。同时为了提高效率减少重复劳动,双方还会把自己新学到的知识记录下来保存一段时间作为临时记忆也就是所谓的“ARP Cache”,以便将来再次遇到同样的问题可以直接调用而无需重新经历一遍完整的发现流程[^3]。
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