ARP 地址解析协议

应用背景

在以太网络中，由于数据在经过 OSI 七层网络时，数据经过数据链路层时，需要将数据包封装成数据帧进行转发，但在封装数据帧时，需要目标 MAC 地址，以确定目标主机在目标网络中的具体位置，由此产生 ARP 地址解析协议

作用范围

作用：根据目标 IP 地址，获取目标 MAC 地址

影响范围：二层同一局域网内。虽然是作用于二层网络，但实际为三层协议。我们知道，在网络中收到数据，本层如果无法处理，会交由上层协议进行处理

工作原理

1. 文字概述

目标主机会向局域网内发送一个 ARP  recode: request (1)的广播请求包，询问目标主机的 MAC 地址。数据帧在到达二层交换机发现是一个广播数据帧，会在网络中泛洪，同一网络中所有终端设备都会收到这个 ARP 广播帧，终端收到这个帧后，会比对 IP 地址，同时将该 IP 地址对应的 MAC 地址放到自身 ARP 缓存表中，以便后续建立数据，如果发现是广播数据帧请求的是自身，同时会回复一个 opcode: reply(2) 的单播数据帧。如果不是自身，会直接丢弃该数据。

2. 流程概述

• 请求终端：发送 ARP 请求包（源 MAC：自身 MAC 地址，目的  ff:ff:ff:ff:ff ，源 IP：自身IP，目的 IP：目标主机 IP）
• 目标终端：学习 MAC 地址，比对 IP 地址，发送 ARP 响应包（源 MAC：自身 MAC 地址，目的 MAC：请求主机 NAC地址，源 IP：自身 IP，目的 IP：目标主机 IP）
• 其他终端：学习 MAC 地址，比对 IP 地址，丢弃数据

报文格式

字段详情

网络拓扑

这里我简单搭建了一个网络，用 PC1 来 ping 网关

数据抓包

这里解释一下，字段详情中的类型 0x0806 是数据帧的类型格式，也就是第一张图中的类型，第二张图片中的 0x0800 表明这个数据包是 IP 数据包。数据在交由上层协议时，会根据这个类型来判断交由什么协议处理

1. ARP 请求包

2. ARP 响应包

总结

ARP 协议，基于以太网产生的一个地址解析协议，通过建立 IP地址 与 物理地址 映射表来进行数据转发。在收到一个 ARP 请求包时，会将数据以广播的形式发送出去，目标在收到请求时主动回应，以此建立数据连接。由于是以以太网为基础产生的协议，所以在其他网络（PPP、帧中继等）网络中没有该协议