ARP协议原理

什么是ARP协议
ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)是一种用于将IPv4地址转换为物理地址(MAC地址)的网络协议。在局域网(LAN)中,每个设备都有一个唯一的MAC地址,而IP地址则是用于在网络中进行通信的逻辑地址。ARP协议的作用是确保设备在发送数据包时能够正确地将IP地址解析为MAC地址。
ARP协议工作在网络层和数据链路层之间,是TCP/IP协议栈的一部分。当一个设备需要发送数据包到另一个设备时,它会使用ARP协议来查询目标设备的MAC地址。查询过程是通过广播ARP请求来实现的,所有设备都会收到这个请求,但只有目标设备会回复一个ARP响应,包含其MAC地址。
ARP协议的工作流程
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ARP请求:
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当主机A需要向主机B发送数据包时,它会检查自己的ARP缓存表,看看是否已经缓存了主机B的MAC地址。
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如果没有找到,主机A会广播一个ARP请求,这个请求包含主机A的IP地址和MAC地址,以及主机B的IP地址。
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ARP请求的格式如下:
+----------------+----------------+----------------+----------------+ | Hardware Type | Protocol Type | Hardware Size | Protocol Size | +----------------+----------------+----------------+----------------+ | Opcode | Sender MAC | Sender IP | Target MAC | +----------------+----------------+----------------+----------------+ | Target IP | +----------------+
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ARP响应:
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所有设备都会收到这个ARP请求,但只有主机B会回复一个ARP响应。
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ARP响应包含主机B的MAC地址和IP地址。
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ARP响应的格式如下:
+----------------+----------------+----------------+----------------+ | Hardware Type | Protocol Type | Hardware Size | Protocol Size | +----------------+----------------+----------------+----------------+ | Opcode | Sender MAC | Sender IP | Target MAC | +----------------+----------------+----------------+----------------+ | Target IP | +----------------+
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ARP缓存:
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一旦主机A收到主机B的ARP响应,它会将主机B的MAC地址和IP地址的对应关系缓存到自己的ARP缓存表中。
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ARP缓存表的条目通常有一个生命周期(TTL,Time To Live),过期后会自动删除。
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ARP缓存表的格式如下:
+----------------+----------------+ | IP Address | MAC Address | +----------------+----------------+ | 19
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