12、网络协议与内核套接字深度解析

网络协议与内核套接字深度解析

1. ARP与RARP协议

ARP（地址解析协议）是为链路层寻址而设计的。在以太网链路的IP环境中，一个以太网网络接口可能关联一个或多个IP地址，每个以太网接口都有特定地址。

当在以太网中要向已知IP地址的特定主机发送数据包时，会生成ARP请求以获取与该IP关联的硬件地址。ARP以硬件广播形式发送到网络，IP地址与ARP数据包中IP匹配的主机会进行响应。ARP数据包封装在链路层帧中广播，其目的硬件地址设为全“f”，ARP报头中的目的协议地址设为已知的IP地址。

RARP（反向地址解析协议）是ARP的反向操作，用于根据以太网地址获取对应的IP地址。此时，ARP报头中的目的硬件地址设为已知的硬件地址，由RARP服务器响应查询。RARP通常由主机用于获取自身IP地址，多用于网络引导客户端。需注意，RARP服务器必须与请求主机在同一子网，因为RARP请求是广播，不会跨越路由器。

ARP和RARP的数据包格式如下：
| 字段 | 描述 | 以太网值 | RARP值 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 硬件类型（hardware type） | 16位字段，指示生成ARP/RARP的链路层标识 | 1 | 0x8035 |
| 协议类型（protocol type） | 16位值，是与硬件地址关联的网络层协议标识 | 0x0800（IP） | - |
| 硬件地址长度（hardware addr len） | 8位字段，包含硬件地址长度 | 6字节 | - |
| 协议地址长度（proto addr len） | 8位字段，包含与硬件关联的协议地址长度