读《TCP/IP详解》第4、5章：ARP 地址解析协议和RARP 逆地址解析协议

ARP：地址解析协议，ARP为IP地址到对应的硬件地址之间提供动态映射。
RARP：逆地址解析协议，与ARP相反，RARP为硬件地址到对应的IP地址之间提供动态映射。

发送ftp请求时所执行的操作

1. FTP客户端通过DNS（域名系统）将主机名转换成相应的IP地址。
2. FTP客户端使用转换的IP地址，发送TCP请求。
3. TCP发送一个请求分段到远端主机，如果目的地在本地网络，则直接将请求发送给主机。
4. 如果是以太网，那么发送端将IP地址转换成以太网地址。
5. 以广播方式发送ARP请求，请求数据帧中包含目的主机的IP地址，请求目的主机的硬件地址。
6. 目的主机收到ARP请求之后，匹配IP地址，发送ARP应答，其中包含目的主机的硬件地址。
7. 发送端主机收到ARP应答之后，即可传送IP数据报至目的主机。

ARP高速缓存是使得ARP高效运行的关键，每项纪录的生存时间一般为20分钟。可以使用arp命令来查看ARP高速缓存中的纪录项，如图所示:

ARP请求和应答的报文格式如下所示：

• 前面12个字节表示的是以太网目的地址和以太网源地址，目的地址全为1的特殊地址是广播地址
• 帧类型，表示后面数据的类型，对于ARP请求或应答来说，该字段值为0x0806
• 硬件类型表示硬件地址的类型，值为1表示以太网地址。
• 协议类型表示要映射的协议地址类型，值为0x800表示IP协议
• 硬件地址长度和协议地址长度分别指出了对应的地址的长度，以字节为单位，对于以太网上的ARP请求或应答来说，它们的值分别为6和4。
• op字段指出四种操作类型，分别是ARP请求（值为1），ARP应答（值为2），RARP请求（值为3），RARP应答（值为4）。
• 发送端地址：包括发送端的硬件地址和协议地址
• 目的端地址：包括目的端的IP地址，当目的端收到ARP请求之后，将自己的硬件地址填入到目的以太网地址字段，并替换发送端地址，修改op字段类型为相应的值，再发回给ARP请求发送端。以报告自己的硬件地址。

ARP代理：如果请求是从一个网络的主机发往另一网络上的主机，那么连接这两个网络的路由器就可以回答，这个过程称作委托。

免费ARP：指主机发送ARP请求查找自己的IP地址，通常发生在系统引导期间进行接口配置的时候，主要有两方面的作用：

1. 一个主机可以通过它来确定另一主机是否设置了相同的IP地址，如果网络中有IP冲突，发送ARP请求之后，就会有别一主机进行回应。这样就可以确定IP地址冲突。
2. 如果发送免费ARP的主机正好改变了硬件地址，那么该请求可以使其他主机更新对应的ARP缓存。

arp命令的使用：

1. -a选项：列出arp缓存中的纪录项
2. -d选项：拥有权限的用户可以用来删除缓存中的一项纪录
3. -s选项：拥有权限的用户可以用来增加缓存中的一项纪录

ARP服务器相对比较简单，通常在TCP/IP内核中实现，而RARP服务器的设计相对复杂，必须由用户进程提供。

ARP报头定义如下：