地址解析协议 ARP 详解

介绍地址解析协议 ARP 之前我们必须要先了解一下 为什么要使用 ARP，这就要先知道 IP 地址和硬件地址的关系。?

IP 地址与硬件地址

我们首先要明确 IP 地址与硬件地址是不同的地址。

• ✅ 硬件地址（或物理地址）是数据链路层和物理层使用的地址。
• ✅ IP 地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。

从图中可以看到 IP 地址放在 IP 数据报的首部，而硬件地址则放在 MAC 帧的首部。

下面我们步入正题，来看一下 地址解析协议 ARP ?

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地址解析协议 ARP

我们经常会遇到这样的问题：已经知道了一个机器（主机或路由器）的 IP 地址，需要找出其相应的硬件地址。地址解析协议 ARP 就是用来解决这样的问题的。

地址解析协议 ARP 要点

• ✅ 不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。
• ✅ 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存 (ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。

比如：

TTL (Time To Live)：地址映射有效时间 。

当主机 A 要向本局域网上的某台主机 B 发送 IP 数据报时：

• 1️⃣ 就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。
• 2️⃣ 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，然后通过局域网把该 MAC 帧发往此硬件地址。
• 3️⃣ 如果没有，主机 A 就自动运行 ARP ，然后按 以下步骤 ? 找出主机 B 的硬件地址。

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• ARP 进程在本局域网上广播发送一个 ARP 请求分组；
• 在本局域网上的所有主机上运行的 ARP 进程都可以收到此 ARP 请求分组。
• 主机 B 的 IP 地址与 ARP 请求分组中要查询的 IP 地址一致，就收下这个 ARP 请求分组，并向主机 A 发送 ARP 响应分组同时在这个 ARP 响应分组中写入自己的硬件地址。
• 主机 A 收到主机 B 的 ARP 响应分组后，就在其 ARP高速缓存中写入主机 B 的 IP 地址到硬件地址的映射。

其实就是 请求 和 响应 。

值得一提的是，如果将上面的主机替换为路由器也同样适用，我们只需将请求发给路由器，剩下的转发工作交给路由器来完成。