TCP/IP学习笔记：ARP

前提只有当网络上两台机器互相知道对方的物理地址时，才能进行通信。
ARP(地址解析协议)
功能
APR允许主机在只知道同一物理网络上一个目的站IP地址的情况下，找到目的主机的物理地址(MAC)。
原理
主机A广播一个特殊Packet(ARP帧)，询问主机B的物理地址，所有在同一网络内的主机收到该请求后，主机B发送应答，其他则忽略。
设计要点
1. 若每次通信都广播代价太高，ARP采用高速缓存存放IP-MAC映射
2. ARP缓存是软状态，缓存信息可能会在没有任何通知的情况下失效。 
   一般软状态协议采用计时器，计时器超时后删除状态信息(一般20分钟)。
   每次更新缓存，复位计时器。
3. 主机A向B发送的ARP请求中同时包含A自身的MAC地址，所有收到A的ARP广播的主机都能获知A的物理地址并进行缓存，有效降低网络内潜在的ARP广播的次数。
4. 对于发送方，ARP请求可能存在如下情况：
   1). 请求丢失(未送达)
   2). 无应答(目标离线)
   3). 应答丢失(未返回)
   4). 应答延迟
   发送方至少要尝试一次或多次重试，在ARP请求后收到应答前的时间段内若有对同一IP地址的分组到达则缓存分组，不重复进行ARP广播请求。

5. 主机更换硬件设备导致的MAC变更，IP不变MAC变更，主机需在重新接入网络后主动发送一个ARP广播，用于更新其他主机的本地缓存。

以太网ARP帧格式