网络层ARP和RARP协议

Posted 2021-03-02 huangjiaping

 

 

ARP协议的概念

ARP（地址解析协议 Address Resolution Protocol）是获取物理地址的一个TCP/IP协议。某节点的IP地址的ARP请求被广播到网络上后，这个节点会收到确认其物理地址的应答，这样的数据包才能被传送出去。RARP（逆向ARP）经常在无盘工作站上使用，以获得它的逻辑IP地址。

在硬件层次上进行的数据帧交换必须有正确的接口地址（即硬件地址），但是，TCP/IP有自己的地址：32 bit的IP地址，知道主机的IP地址并不能让内核（如以太网驱动程序）发送一帧数据给主机，内核必须知道目的端的硬件地址才能发送数据，ARP的功能是在32 bit的IP地址和采用不同网络技术的硬件地址之间提供动态映射。从逻辑Internet地址到对应的物理硬件地址需要进行翻译，这就是ARP的功能。

ARP有两个方法来实现将一个已知的IP地址映射到MAC地址。一是检查ARP高速缓存表；二是若地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该IP地址的目的站用其MAC地址作为响应。ARP只能用于具有广播能力的网络。

 

ARP协议的四种应用

（1）同一个网络中的两台主机之间需要通信。

（2）一台主机与另一个网络中的一台主机之间通信，包首先被发送到对应的路由器上。

（3）一个路由器与另一个网络中的一台主机之间通信，包首先被发送到对应的路由器上。

（4）路由器将数据包发给同网络的主机。

 

ARP报文

硬件类型：指明了发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为1；

协议类型：指明了发送方提供的高层协议类型，IP为0800（16进制）；

硬件地址长度和协议长度：指明了硬件地址和高层协议地址的长度，这样ARP报文就可以在任意硬件和任意协议的网络中使用；

操作类型：用来表示这个报文的类型，ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP响应为4；

发送方硬件地址（0-5字节）：源主机硬件地址；

发送方IP地址（0-3字节）：源主机IP地址；

目标硬件地址（0-5字节）：目的主机硬件地址；

目标IP地址（0-3字节）：目的主机的IP地址。

 

ARP帧格式

ARP协议的数据是要被封装在帧中的，帧的格式如下：

 

ARP协议数据包封装在帧中时，ARP帧格式：

对应ARP请求包来说，目的端的硬件地址字段无须填充，其他字段都需要填充。对于ARP回复包来说，所有字段都需要填充。需要注意的是APR请求包是广播的，但是ARP应答帧是单播的。

 

RARP协议的概念

RARP协议(反向地址转换协议Reverse Address Resolution Protocol)，将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址。广泛用于获取无盘工作站的IP地址。RARP允许局域网的物理机器从网关服务器的ARP表或者缓存上请求其 IP 地址。网络管理员在局域网网关路由器里创建一个表以映射物理地址(MAC)和与其对应的IP地址。当设置一台新的机器时，其RARP 客户机程序需要向路由器上的 RARP 服务器请求相应的 IP 地址。假设在路由表中已经设置了一个记录，RARP服务器将会返回 IP 地址给机器，此机器就会存储起来以便日后使用。RARP 可以使用于以太网、光纤分布式数据接口及令牌环LAN 。