ARP地址解析协议

ARP地址解析协议

起源: 数据链路上的设备需要一种方法来发现邻居的数据链路标识(MAC地址)，以便将数据帧传送到正确的目的地。

1.ARP的工作机制

当一台设备需要发现另一台设备的数据链路标识（MAC）时，它将建立一个ARP请求数据包。
ARP请求数据包包括
1.目标设备的IPV4地址
2.请求设备（发送者）的源IPV4地址
3.请求设备（发送者）的数据链路标识（MAC地址）
然后ARP请求数据包将被封装到数据帧中，其中带有作为源的发送者的MAC地址和作为目标的广播地址。

广播地址意味着数据链路上的所有设备将收到该帧，并且检查帧封装的数据包。只有目标才能识别此数据包，其他所有设备将丢弃该数据包；

2. ARP的数据包格式

硬件类型——指定了硬件的类型
协议类型——指定了发送者映射到数据链路标识符（MAC）的网络层协议的类型
硬件地址长度——指定了数据链路标识符的长度
协议地址长度——指定了网络层地址长度
操作——指明了一个数据包是ARP请求，还是ARP响应，反向ARP请求，反向ARP响应，反转ARP请求、反转ARP响应

3.代理ARP

类似于中间商
代理ARP也称为混杂ARP，是被路由器向主机表明自身的一种手段。
例，主机192.168.10.5/24需要向主机192.168.20.5/24发送数据包，但没有配置缺省网关信息，不知道如何到达路由器，向192.168.20.5发送ARP请求，本地路由器收到此请求，但本地路由器知道如何到到192.168.20.5,本地路由器将回复ARP请求，将自己的链路标识符（MAC）作为ARP回复包的硬件地址

4.无故ARP

主机使用自己的IPV4地址作为目标地址发送ARP请求，这种ARP请求称为无故ARP
用途：
1.可用于检查重复地址，向自己的IPV4地址发送请求，如果收到ARP响应则表明存在重复地址
2.可用于通告新的数据链路标识符（MAC），当一台设备收到一个ARP请求，若ARP高速缓存中已有发送者的IPV4地址，那么与此IPV4地址相对应的硬件地址将会被发送者新的硬件地址更新
3.某个子网内运行热备份网关冗余协议（HSRP）的路由器如果从其他路由器变成了主路由器，就会发出一个无故ARP请求来更新该子网上主机的ARP缓存

5.反向ARP（RARP）

可实现IPV4地址到已知硬件地址的映射。
某些设备，启动时不知道自己的IPV4地址，RARP程序可以允许他们发送ARP请求，RARP服务器会回复IPV4地址。

6.实例分析