地址解析协议ARP
2017-04-09 17:04:53 0 举报AI智能生成
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地址解析协议（ARP）是一种在TCP/IP网络环境中用于将IP地址解析为MAC地址的协议。它通过广播或多播方式，向网络中的所有设备发送查询请求，询问目标IP地址所对应的硬件（如网卡）的物理（MAC）地址。当目标设备接收到查询请求后，会返回一个包含其MAC地址的响应。这样，源设备就可以根据目标设备的MAC地址与其进行通信。ARP协议是网络层与数据链路层之间的重要桥梁，对于实现IP网络的设备间通信至关重要。
作者其他创作
大纲/内容
地址解析协议ARP
IP地址与物理地址的映射
网络工作过程
假设
已经知道通信的目的主机的IP地址，并且知道对应这个IP地址的目的主机物理地址
条件
在任何一台主机或路由器中必有一张包含你所需要的任何一台主机或路由器的信息的“IP地址－MAC地址映射表”
解决方案
理想方案
通过“静态映射”的方法，可以从一个已知的IP地址获取与之对应的MAC地址
实际方案
在Internet中设计一种“动态映射”来解决IP地址与MAC地址映射的问题
地址解析工作过程
地址解析的基本工作过程
示意图
正向地址解析
从已知的IP地址找出对应的MAC地址的映射过程
地址解析协议
地址解析的第一步是由主机A产生“ARP请求分组”，在源IP地址与源MAC地址写入主机A的IP地址与MAC地址，主机B的IP地址作为目的IP地址，在目的MAC地址字段写入0
将“ARP请求分组”传递到下一层的数据链路层，组装成ARP请求分组的帧。帧的源MAC地址是发出“ARP请求分组”的主机A的MAC地址，目的地址是广播地址（ff-ff-ff-ff-ff-ff）
封装了“ARP请求分组”的帧通过广播方式发送出去，包括主机B在内的所有主机都能接收到“ARP请求分组”。接收到“ARP请求分组”的主机，如果它的映射表中没有主机A的IP地址对应的MAC地址，那么它就将主机A的IP地址、MAC地址对应关系存入映射表。每一台主机都可以通过接收到“ARP请求分组”来不断完善它的映射表
主机B在接收到主机A的“ARP请求分组”之后，就向主机A发送一个封装了“ARP应答分组”的帧，用单播方式发送给主机A。“ARP应答分组”包含主机B的IP地址、MAC地址。
主机A在接收到“ARP应答分组”之后，将主机B的IP地址、MAC地址存入映射表。这样，主机A就获得了主机B的IP地址与MAC地址，它就可以直接向主机B发送数据帧
ARP执行过程示意图
反向地址解析
从已知的MAC地址找出对应的IP地址的映射过程
反向地址解析协议
理解ARP需要注意的几个基本问题
在实际应用中，如果通过一台计算机访问一所国外大学的Web服务器，那么我们发出的HTTP服务请求需要通过多个路由器转发。路由器每一次转发时IP分组中的源IP地址与目的IP地址是不变的，改变的是帧的源MAC地址与目的MAC地址
我们不可能了解传输路径上所有路由器与目的Web服务器的MAC地址，这个转发过程协议是由ARP自动完成的。ARP的执行过程对用户是透明的
ARP地址映射表是为每个表项都分配一个计时器（一般为15～20分钟），一旦某个表项都超过了计时时限，主机就会自动将它删除，以保证ARP地址映射表带时效性
ARP服务的四种情况
主机需要解析在同一个网络的主机的MAC地址
主机需要解析不在同一个网络的主机的MAC地址
路由器需要解析下一跳路由器的MAC地址
路由器需要解析同一个网络的主机MAC地址
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