以太网之ARP协议（八）

一、概要

        在网络通信中主要以IP为主机标识进行数据通信的，但实际的数据链路层传输以MAC地址为数据传输的节点地址。那设备之间又是如何通过IP地址确认对应主机的MAC地址的？这就是ARP协议的工作。

        ARP是一种以目标IP地址为线索，用来定位下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址的网络协议。如果目标主机不在同一个链路上时，可以通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址。

二、ARP的工作机制

        ARP是借助ARP请求与ARP响应两种类型的包确定MAC地址的。如下图所示：

        ARP的工作流程：

（1）主机A向主机发送IP数据包前，检查本地ARP缓存是否有主机B的ARP项，有则直接发送IP数据包；

（2）主机A本地没有主机B的ARP缓存项，开始广播发送ARP请求；

（3）主机B收到主机A的ARP请求的时自身的IP地址，单播恢复主机A的ARP响应；

（4）主机A收到ARP响应后，将[IP，MAC]缓存到本地APR表中，发送IP数据包；

三、ARP数据帧

（1）硬件类型：2字节，用来定义运行ARP的网络类型；以太网的类型未0x0001。

（2）协议类型：2字节，用来定义使用的类型，对于IPv4协议类型为0x0800。

（3）硬件长度：1字节，标识硬件地址长度，对于以太网的值为6。

（4）协议长度：1字节，标识软件逻辑地址长度，对于IPv4的值为4。

（5）操作码：2字节，用来定义报文的类型。已定义的分租类型有两种：ARP请求为0x01，ARP响应为0x02。

（6）源硬件地址：可变字段，发送方的硬件地址，以太网中该字段长度为6字节。

（7）源逻辑地址：可变字段，发送方的逻辑地址，IPv4中该字段长度为4字节。

（8）目的硬件地址：可变字段，接收方的硬件地址，以太网中该字段长度为6字节。

（9）目的逻辑地址：可变字段，接收方的逻辑地址，IPv4中该字段长度为4字节。