ARP地址解析协议理解

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-10-10 09:42 200阅读 0赞

# ARP地址解析协议是什么？ #

ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。其作用是在以太网环境中，数据的传输所依懒的是MAC地址而非IP地址，而将已知IP地址转换为MAC地址的工作是由ARP协议来完成的。

在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。

# ARP映射方式 #

**静态映射**的意思是要手动创建一张ARP表，把逻辑（IP）地址和物理地址关联起来。这个ARP表储存在网络中的每一台机器上，也就是每个主机上都有ARP cash。例如，知道其机器的IP地址但不知道其物理地址的机器就可以通过查ARP表找出对应的物理地址。这样做有一定的局限性，因为物理地址可能发生变化。

**动态映射**动态映射时，每次只要机器知道另一台机器的逻辑（IP）地址，就可以使用协议找出相对应的物理地址，然后将其加入ARP表。已经设计出的实现了动态映射协议的有ARP和RARP两种。ARP把逻辑（IP）地址映射为物理地址。RARP把物理地址映射为逻辑（IP）地址。

查看主机的ARP表：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 同局域网与不同段网络下ARP的应用 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
先看下上图，数据链路层传输的是MAC帧，使用的是MAC地址；IP地址是网络层及其以上层使用的地址。应用层的TCP报文，加上IP首部，形成IP数据报，IP数据报加上硬件地址组成MAC帧才可以在数据链路层传输。

连接在通信链路中的设备（主机或路由器）在收到MAC帧时，根据MAC帧的首部中的硬件地址决定收下或丢弃。只有在剥去MAC帧的首部和尾部后把数据上传给网络层后，网络层在IP数据报的首部中找到源IP地址和目的IP地址。

## 同一局域网中主机A与主机B通信 ##

同局域网下，主机A向主机B发送IP数据报时，首先在其ARP表（高速缓存）中查看有无主机B的IP地址，如果有，就在ARP高速缓存中查出其对应的硬件地址，再把这个硬件地址写入MAC帧，然后通过局域网将该MAC帧发往此硬件地址。

如果ARP表中没有主机B的IP地址，此时该主机的ARP进程会在本局域网上广播发送一个ARP请求分组  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
主机A在收到主机B的响应分组后，就在其ARP表中写入主机B的IP地址到物理地址的映射。

## 不同局域网下的主机A与主机B之间的通信 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
更多的：

既然主机之间的连接最终通过MAC地址连接的为什么还要IP地址呢？  
答：  
（1）ARP在寻找同一个局域网中的主机时，同一个局域网的ip地址的网络号相同。每个主机的ip地址并不固定，mac地址固定，最终归结于根据目标主机的mac地址寻找。

（2）但是，不同局域网的主机通信时，通过IP地址的网络号可以减少查找的次数，快速找到目标主机。

参考链接：  
https://blog.csdn.net/kenjianqi1647/article/details/81636898  
https://blog.csdn.net/ever\_peng/article/details/80008638

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221005/320a0399471b427ea6cd28a23073ef25.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221005/b954ded15e964ce7a1c4374cda707bc1.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221005/018732bec6264e9fb2b382db59ba218d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221005/b057d1a7fbb646519ec5f1536d23493c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221005/406b5b5539614acaa9a043fe3eb145fd.png