什么是ARP协议?
ARP是Address Resolution Protocol的缩写。 它是本地网络中使用的一种协议,用于解析 IP 地址并将其转换为 MAC 地址。 当一个网络设备想要向另一个网络设备发送数据时,它必须知道另一个网络的 IP 地址。 但是,仅靠IP地址是不够的,因为IP数据包必须封装成帧,然后才能通过数据链路发送,而数据帧必须包含目的MAC地址,因此发送方还必须获取目的MAC地址。 每个网络设备在数据封装前都需要获取下一跳的MAC地址。 IP地址由网络层提供,MAC地址通过ARP协议获取。 ARP协议是TCP IP协议套件的重要组成部分,它可以通过目的IP地址获取目标设备的MAC地址,从而实现数据链路层的可达性。
1. ARP的工作原理:
1)ARP工作流程:
主机 A 必须先获取主机 C 的 MAC 地址,然后才能与主机 C 通信。
2)发送ARP请求:
主机 A 的 ARP 缓存表中不存在主机 C 的 MAC 地址,因此主机 A 发送 ARP 请求以获取目的 MAC 地址。 ARP请求报文封装在以太网帧中。 帧头中的源MAC地址是发送端主机A的MAC地址。 在这种情况下,由于主机 A 不知道主机 C 的 MAC 地址,因此目的 MAC 地址为广播地址 ff-ff-ff-ff-ff-ff-ff。 ARP请求报文包含源IP地址、目的IP地址、源MAC地址和目的MAC地址,其中目的MAC地址为0。 ARP请求报文在整个网络上传播,并由网络上的所有主机(包括网关)接收。 网关将阻止数据包发送到其他网络。
3) ARP响应:
所有主机收到ARP请求报文后,都会检查目的协议地址字段是否与自己的IP地址匹配。 如果没有匹配,主机将不会响应ARP请求报文。 如果数据匹配,主机会将ARP报文中的源MAC地址和源IP地址记录到ARP缓存表中,然后使用ARP应答报文进行响应。
主机 C 向主机 A 响应 ARP 应答报文。 ARP应答报文中的源协议地址为主机C的IP地址,目的协议地址为主机A的IP地址,目的MAC地址为主机A的MAC地址,源MAC地址为主机A的MAC地址,操作码为Reply。 ARP应答报文通过单播传输。
2.ARP功能:
其主要功能如下:
1).在同一局域网内,允许主机动态获取网络上另一台主机的MAC地址,从而允许两台机器相互通信。
2) 提供一种将 IP 地址转换为物理地址的方法。
3).有助于实现网络中数据包的准确传输。
简单来说,ARP协议是IP地址和MAC地址之间转换的桥梁。 在网络通信中,源主机需要知道目标主机的MAC地址才能发送数据,ARP是帮助主机找到目标主机MAC地址的工具。