ARP

Posted 2021-03-04 key-network

最重点：
《1》二层网络中，数据包到达路由器，是读取以太网头部，先记录源地址+端口（MAC表），再检查根据目的mac找到出端口，然后转发出去；而主机收到数据包后，是通过读取数据包的arp报文来获取目的IP及mac；
《2》arp是后到位准。
《3》同一网络下，A换了mac地址后，通过发送arp请求（广播包）B地址来刷新B的arp表；但是C有两种情况：（1）原来没有A的arp缓存，丢弃arp request包；（2）原来有A的arp缓存，更新。

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《1》ARP介绍：
ARP：Address Resolution Protocol,解决地址映射问题的协议，只有知道目的逻辑地址对应的硬件地址，才能发送出去。注意ARP只能适用于IPV4，而IPV6因为ARP安全问题，通过ICMPV6替代ARP发送邻居探索消息。
arp只适合多点网络，而不适于点对点网络，例如PPP、GRE、IPSEC、FC等


《2》ARP报文：

 

 
硬件类型：表示硬件地址类型，1为以太网；
协议类型：表示要映射的协议地址类型，例如0X0800（IP）、
硬件地址长度：一般值为6，死记。
协议地址长度：一般值为4，死记。
opcode操作码：四种操作类型，ARP请求为1，ARP应答为2，RARP请求为3和RARP应答为4
发送端硬件地址：
发送端IP地址：
目的硬件地址：
目的IP：


《3》arp高速缓存：如果每发一个IP数据报都要一次ARP请求以此确定MAC地址，那将会造成不必要的网络流量。因此，通常的做法是把获取到的mac地址与IP地址的映射关系缓存起来。

《4）工作原理：（复制）

 

 

1) 应用程序FTP客户端调用函数g e t h o s t b y n a m e(3)把主机名（bsdi）转换成32 bit的IP地址。
这个函数在D N S（域名系统）中称作解析器，我们将在第 1 4章对它进行介绍。这个转换
过程或者使用DNS，或者在较小网络中使用一个静态的主机文件（ /e t c / h o s t s）。
2) F T P客户端请求T C P用得到的I P地址建立连接。
3) T C P发送一个连接请求分段到远端的主机，即用上述 I P地址发送一份 I P数据报（在第
1 8章我们将讨论完成这个过程的细节）。
4) 如果目的主机在本地网络上（如以太网、令牌环网或点对点链接的另一端） ，那么I P数
据报可以直接送到目的主机上。如果目的主机在一个远程网络上，那么就通过 I P选路
函数来确定位于本地网络上的下一站路由器地址，并让它转发 I P数据报。在这两种情
况下， I P数据报都是被送到位于本地网络上的一台主机或路由器。
5) 假定是一个以太网，那么发送端主机必须把 32 bit的I P地址变换成48 bit的以太网地址。
从逻辑I n t e r n e t地址到对应的物理硬件地址需要进行翻译。这就是 A R P的功能。
A R P本来是用于广播网络的，有许多主机或路由器连在同一个网络上。
6) A R P发送一份称作 A R P请求的以太网数据帧给以太网上的每个主机。这个过程称作广
播，如图 4 - 2中的虚线所示。 A R P请求数据帧中包含目的主机的 I P地址（主机名为
b s d i），其意思是“如果你是这个 I P地址的拥有者，请回答你的硬件地址。 ”
图4-2 当用户输入命令“ ftp 主机名”时ARP的操作
7) 目的主机的 A R P层收到这份广播报文后，识别出这是发送端在寻问它的 I P地址，于是
发送一个A R P应答。这个A R P应答包含I P地址及对应的硬件地址。
8) 收到A R P应答后，使A R P进行请求—应答交换的 I P数据报现在就可以传送了。
9) 发送I P数据报到目的主机。



《4》特殊arp：
（1）免费arp：
作用：如果主机更改硬件地址，通过免费arp告诉同一网络下的主机；
      通过发送广播包，确认地址是否有人在使用；
《2》代理arp：
作用：适用于没有路由功能的网络设备，但不建议使用。