地址解析协议(ARP)

1. 简介

同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。如果知道其IP地址，则可以通过ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）查询到其MAC地址。ARP仅用于IPv4，IPv6使用ICMPv6。

2. ARP帧格式

ARP帧格式

上图是一个以太网封装上层ARP包后的以太网帧，其中的一些字段，如

• 硬件类型：硬件地址类型，如以太网的值为0x0001
• 协议类型：映射的协议的地址类型，如IPv4的值为0x0800
• 硬件地址长度：硬件地址占多少个字节的长度，如以太网占6个字节，该值就为6
• 协议地址长度：协议地址占多少个字节的长度，如IPv4占4个字节，该值就为4
• OP：指出这个ARP包是一个请求或响应包，请求为1，响应为2

3. 原理

ARP抓包结果

以主机A(192.168.1.103)向所在子网的主机B(192.168.1.101)发送数据为例：

1. 当主机A发送数据时，主机A会在本机的ARP缓存表中寻找是否有主机B的IP地址。

   • 如果找到就知道主机B的MAC地址为主机B的MAC地址，直接把主机B的MAC地址写入帧首部发送数据。

2. 如果在ARP缓存表中没有找到主机B的MAC地址，主机A就会在网络上广播一个ARP请求帧。如下图：

   
   
   

   ARP请求结果

3. 同一子网上的主机都会收到这个帧，并且根据ARP包的内容更新自己的ARP缓存表。但只有主机B接收到这个帧时，单播一个目的IP地址为192.168.1.103的ARP响应帧，其他主机则丢弃这个请求帧。

   
   
   

   ARP响应结果

ARP缓存表采用老化机制，在一段时间内如果表中的某一行没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。