ARP议解析

什么叫ARP协议？

ARP地址表

ARP工作原理

每一台计算机设备（可能是PC、服务器、路由器、交换机等）都有一个ARP高速缓存（ARP cache），可以通过ARP协议建立所在局域网上的各计算机和路由器的IP地址与硬件地址的映射表。如某一个局域网中计算机A与向计算机B传输文件。计算机A首先会在自己的ARP cache上查看是否有计算机B的IP地址映射表，如果有，则可以之间调用计算机B的硬件地址并在链路层上把硬件地址封装到数据帧中（通常，我们把链路层的数据称作数据帧Frame、IP层的数据称作数据包Packet、数据报Datagram，网络层的数据称作数据段Segment，应用层的数据称作消息Message）。如果计算机A的ARP cache上没有计算机B的IP地址映射表，则需要通过ARP协议进行建立，建立过程如下图

ARP地址表建立过程

首先，计算机A通过广播方式发送ARP请求，该请求向该局域网除发送请求的计算机外所有的计算机（X、Y、Z、B）发送，通告这些计算。计算机A发送的ARP请求中包含了自己本身的IP地址与硬件地址，以及询问IP地址是209.0.0.6的计算机的硬件地址是多少，并请该IP地址的主机回答把自己的硬件地址回复给我。

然后，局域网中计算机B接收到ARP请求后，对请求的信息进行比对，发现自己是对方需要请求的对象，这时计算机B会将计算机A的IP地址与硬件地址的映射建立在自己的ARP cache上，并把自己的MAC地址回复给计算机A，而其它的计算机在比对完后发现寻找的不是自己，则把ARP请求丢弃。这样通过ARP协议，计算机A与计算机B就互相建立了双方的ARP地址表，建立完后，双方就可以进行传输传输了。

ARP数据报格式

ARP数据报格式

ARP报文结构

硬件类型：表示硬件地址的类型，值为1表示以太网地址

协议类型：表示要映射的协议地址类型。它的值为0x0800表示IP地址类型

硬件地址长度和协议地址长度以字节为单位，对于以太网上的IP地址的ARP请求或应答来说，他们的值分别为6和4；

操作类型（op）:1表示ARP请求，2表示ARP应答

发送端MAC地址：发送方设备的硬件地址；

发送端IP地址：发送方设备的IP地址；

目标MAC地址：接收方设备的硬件地址。

目标IP地址：接收方设备的IP地址。

应该注意的地方

1. ARP 是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。
2. 如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。
3. 从IP地址到硬件地址的解析是自动进行的，主机的用户对这种地址解析过程是不知道的。
4. 只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知 IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该 IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址。

为什么不直接使用硬件地址进行通信？

由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，因此几乎是不可能的事。连接到因特网的主机都拥有统一的 IP 地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便，因为调用 ARP 来寻找某个路由器或主机的硬件地址都是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见这种调用过程的。

在电脑上查看ARP表信息

在计算机上点击开始菜单中的运行，输入CMD命令进入MSDOS窗口，在MSDOS窗口可输入ARP命令可查看所有的ARP相关的命令，如下图

ARP命令