ARP协议的“广播请求与单播应答”

ARP 定义

ARP ： Address Resolution Protocol 即为地址解析协议，其主要功能是实现IP地址到以太网物理地址（MAC地址）的映射。

需要注意的是这里说的IP地址是32bit的IPv4, 所以ARP协议仅适用于IPv4,而在IPv6中可以使用ICMP来替代ARP发送探索消息。

TCP/IP的四层模型以及地址的概念

我们知道TCP/IP的四层模型是目前TCP/IP实际遵守的协议:

说到四层模型就不得不说TCP/IP各层的地址：

• 应用层的地址： 端口号

• 网络层的地址： 32bit 的IP地址

• 网络接口层地址：48bit 的MAC地址

端口号用于表明具体主机上的某一个特定的应用，而IP地址是TCP/IP虚拟世界的主机地址，MAC地址是网络接口层的地址。

ARP的工作流程

利用ARP协议实现IP地址到MAC的映射.具体的实现步骤可以描述为'广播请求与单播响应'具体步骤：

• 本地主机在局域网中广播ARP请求，ARP请求数据帧中包含目的主机的IP地址。

• 目的主机收到广播报文以后进行ARP解析，识别出是询问其硬件地址。于是发送ARP应答包，里面包含IP地址及其对应的硬件地址。

• 本地主机收到ARP应答后，知道了目的地址的硬件地址，更新ARP缓存或者发送数据。

APR请求包是广播的，但是ARP应答帧是单播的，所以从 Wireshark的以太网帧中可以看到，ARP请求报文的以太网帧的目的地址为ff : ff : ff : ff : ff : ff

ARP的协议号与太网的帧格式

首先附上以太网帧格式：

帧类型（2 字节）：类型字段指明使用的上层协议，也就是封装的是什么协议的数据帧，数据帧是在链路层，封装的是网络层的数据包。比如IP协议对应的帧类型字段为0x0800。

常见的类型如下：

• 0x0806 arp协议

• 0x0800 ip协议

• 0x8035 rarp 协议（反向arp协议）

  
  

操作类型（op）：四中操作类型。

• ARP请求（1），

• ARP应答（2），

• RARP请求（3），

• RARP应答（4）。

所以ARP的协议号是0x0806

如何查看ARP缓存表

通过'广播请求与单播响应'的方式获取到特定IP对应的MAC地址，然后存储到本地【ARP缓存表】，以便后续使用。既然是'缓存'表，意味着它有时效性，所以ARP缓存表是实时刷新的，在我们的windows系统下，可以通过命令行'arp -a'