刷新mac地址命令_一文看懂地址解析协议工作机制

在IPV4网络中，一台设备访问另外一台设备时需要知道目的设备的IP地址，并且IP数据报必须封装成帧才能通过物理网络，因此需要一种机制使IP地址与物理地址之间形成映射关系，ARP协议就是提供这种映射关系的存在。

在实际工作中，经常见到的ARP分为动态ARP、静态ARP和免费ARP。

动态ARP：

由ARP协议通过ARP报文动态学习和维护的，动态ARP表项可以被新的ARP表项更新，可以被静态ARP表项覆盖。且此表项有老化时间，当到达老化时间或者接口被down或者设备重启的情况下会清除此表项,可以通过命令display arp dynamic查看动态学习到的arp表项。

动态ARP表项

通过ARP表项可以看到某个IP地址对应的MAC地址是多少，该MAC地址是通过哪种方式学习到，是从哪个接口学习到的等信息。

静态ARP：

静态ARP是由管理员手工配置，此表项不会被老化，不会被动态ARP表项覆盖，接口down或者设备重启不会影响此表项，因此静态arp可以增加网络接入的安全性，华为设备通过命令arp static x.x.x.x H-H-H和命令arp static x.x.x.x H-H-H vid x interface GigabitEthernet 0/0/x来配置静态arp表项，前者只是提供ip地址与mac地址的映射，后者可以用于转发，比如当有设备访问静态绑定的设备地址时，如果是静态短绑定，因为只有IP和MAC地址表，设备并不知道该从哪个接口发送出去，于是设备会通过arp请求此地址的出接口等信息，而对于静态长绑定而言，由于绑定信息精确到接口，因此此表项可用于指导转发。对于配置了静态ARP表项的设备，可以通过display arp static 命令来查看设备静态arp表项。

配置方式如下：

arp static 10.0.1.1 5489-980a-1ebc

arp static 10.0.1.2 5489-98fb-605f

arp static 10.0.1.3 5489-98bd-624b

arp static 10.0.1.4 5489-9815-3ab1

arp static 10.0.1.247 5489-98e7-5f6f vid 1 interface GigabitEthernet0/0/3

静态ARP表项

免费ARP：

免费ARP是一种特殊的ARP，它发送端地址与目标地址都是本机IP，此ARP的发送可以检测网络中是否有设备与自己地址冲突，在有vrrp组网的环境中，vrrp网关会定时发送免费arp报文，用于刷新终端的arp表项，还可以防止伪貌网关攻击。

免费ARP报文

ARP工作原理：

arp主要是在网络中找到目的IP地址对应的MAC地址以完成二层帧的封装，而ARP的工作方式对于同网段和不同网段的场景解析时的操作略有区别。以下图进行ARP解析过程的讲解。

ARP工作原理

①同网段的ARP工作原理

PC1：192.168.1.1访问PC2:192.168.1.2，属于同网段访问，这种场景下的访问流程是：首先PC1用目标地址192.168.1.2与自己的掩码与计算得出目标地址与自己处于同一物理网络，然后查看自己的arp缓存表中是否存在192.168.1.2的表项，如果有相关表项，直接用此表项的MAC地址进行二层帧的封装，如果没有此表项，会在本网段内发送ARP请求报文来获取192.168.1.2对应的MAC地址。报文如下

ARP请求广播

ARP请求报文详情

之后，与PC1处于同一物理网络中的设备都会收到此ARP请求报文，但是其它设备用目的地址与自己的地址对比发现不是自己，于是记录下发送者的arp缓存，不回复arp请求，PC2收到了请求后发现是请求自己的MAC地址，于是记录下发送者的ARP缓存，并单播回复PC1 arp应答报文。

ARP应答报文详情

至此，PC1获取到了PC2的MAC地址，可以完成二层帧的封装，通信时就使用该地址进行封装

二层帧的封装

②不同网段的ARP工作原理

PC1与PC3处于不同的物理网络中，首先PC1用目标地址172.0.0.3 与自己的掩码与计算得出目标地址与自己处于不同物理网络中，于是PC1需要通过自己的网关来转发此数据，因此需要知道自己网关的MAC地址，同样也是查找自己的缓存表，如果缓存表里有网关的缓存，则直接使用，否则发送ARP请求网关的MAC地址。

Sep 26 2019 09:40:08.660.1-08:00 AR1 ARP/7/arp_rcv:Receive an ARP Packet(网关收到ARP包), operation : 256, sender_eth_addr : 5489-9800-6f59(发送者的MAC地址是PC1的MAC地址), sender_ip_addr : 1.1.168.192(发送者的IP地址是PC1的IP地址), target_eth_addr : ffff-ffff-ffff(目标广播), target_ip_addr : 254.1.168.192(目标地址是网关)

Sep 26 2019 09:40:08.660.2-08:00 AR1 ARP/7/arp_send(网关回复的ARP报文):Send an ARP Packet, operation : 512, sender_eth_addr : 00e0-fc4f-3431(网关的MAC地址),sender_ip_addr : 254.1.168.192(网关的IP地址), target_eth_addr : 5489-9800-6f59(PC1的MAC地址), target_ip_addr : 1.1.168.192(PC1的IP地址)

PC1获取到了网关的MAC地址便可以完成二层帧的封装，封装的内容如下

使用网关的MAC地址进行二层封装

目标的MAC地址用网关的MAC地址，目标IP地址保持不变，源是自己，当网关收到此数据时，发现二层的目的地址是自己的地址，但是IP地址切不是自己的地址，于是查看自己的路由表发现要到达目的地址，可以通过下一跳10.0.12.2进行转发，而要把数据发送给10.0.12.2还需要10.0.12.2对应的MAC地址用于封装，此时AR1会查看自己的ARP缓存表有没有10.0.12.2对应的表项，如果有，直接使用转发，否则ARP请求10.0.12.2的MAC地址。

Sep 26 2019 09:40:08.824.1-08:00 AR2 ARP/7/arp_rcv:Receive an ARP Packet, operation : 256, sender_eth_addr : 00e0-fc4f-3431, sender_ip_addr : 1.12.0.10, target_eth_addr : 0000-0000-0000, target_ip_addr : 2.12.0.10

Sep 26 2019 09:40:08.824.2-08:00 AR2 ARP/7/arp_send:Send an ARP Packet, operation : 512, sender_eth_addr : 00e0-fc2c-7a73,sender_ip_addr : 2.12.0.10, target_eth_addr : 00e0-fc4f-3431, target_ip_addr : 1.12.0.10

获取到下一跳的地址后，目标MAC地址用下一跳的MAC地址封装，目标IP地址保持不变，当AR2收到数据时，发现目标MAC地址是自己而目标IP地址不是自己，于是查找自己的路由表发现目标地址是自己的直连网段，而要把数据发送给目的地址还需要目的地址的MAC地址，于是查看自己的ARP表项看是否有目标地址的缓存，如果有就直接使用，否则向该网段广播发送ARP请求报文以请求目标地址对应的MAC地址。

Sep 26 2019 09:40:10.764.1-08:00 AR2 ARP/7/arp_send:Send an ARP Packet, operation : 256, sender_eth_addr : 00e0-fc2c-7a74,sender_ip_addr : 254.0.0.172, target_eth_addr : 0000-0000-0000, target_ip_addr : 3.0.0.172

Sep 26 2019 09:40:10.784.1-08:00 AR2 ARP/7/arp_rcv:Receive an ARP Packet, operation : 512, sender_eth_addr : 5489-9805-0dad, sender_ip_addr : 3.0.0.172, target_eth_addr : 00e0-fc2c-7a74, target_ip_addr : 254.0.0.172

获取到目标地址的MAC地址后，用于二层帧的封装，此时源IP地址是PC1的地址，源MAC地址为网关的MAC地址，目的IP地址是PC2的地址，目的MAC地址为PC2的MAC地址，如此ARP工作完成。