ARP协议和RARP协议

ARP协议

地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的MAC地址；收到返回消息后将该IP地址和MAC地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。比如，当边界路由器收到一个数据报时，此时只有本网段内目标主机的IP地址，而不知道目标主机的MAC地址，此时就需要使用ARP协议，根据目标主机的IP地址解析出MAC地址，然后将该数据包交付给目标主机。

工作过程：
主机A的IP地址为192.168.1.1，MAC地址为0A-11-22-33-44-01；
主机B的IP地址为192.168.1.2，MAC地址为0A-11-22-33-44-02；

当主机A要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址（192.168.1.2）解析成主机B的MAC地址，以下为工作流程：

第1步：根据主机A上的路由表内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。

第2步：如果主机A在ARP缓存中没有找到映射，它将询问192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，它将丢弃ARP请求。

第3步：主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。

第4步：主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。

第5步：当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。

RARP协议

反向地址转换协议（RARP：Reverse Address Resolution Protocol） 反向地址转换协议（RARP）允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。网络管理员在局域网网关路由器里创建一个表以映射物理地址（MAC）和与其对应的 IP 地址。当设置一台新的机器时，其 RARP 客户机程序需要向路由器上的 RARP 服务器请求相应的 IP 地址。假设在路由表中已经设置了一个记录，RARP 服务器将会返回 IP 地址给机器，此机器就会存储起来以便日后使用。 RARP 可以使用于以太网、光纤分布式数据接口及令牌环 LAN

ARP没有上层协议，没有有效载荷，只有报头。

ARP报文信息

硬件协议地址：局域网内介入的网络类型，用来标识链路层网络类型，如以太网。

协议类型：用来标识是IPV4（0X8000）还是IPV6（0X86DD）
.
硬件地址长度：IP地址长度，IPV4为4字节32位，IPV6为16字节128位。

操作符：1为ARP请求，2为ARP应答，3为RARP请求，4为RARP应答。

源硬件地址：发送方的MAC地址。

源协议地址：表示发送方的IP地址。

目标硬件地址：接收方的MAC地址。

目标协议地址：接收方IP地址。

使用ARP的情况

（1） 发送方是主机，要把 IP 数据发送到本地网络上的另一个主机。这时用ARP获取目的主机的MAC地址。
（2） 发送方是主机，要把 IP 数据发送到另一个网络上的一个主机，这时需要使用ARP获取路由器的MAC地址，将数据发送到路由器，由路由器完成在不同路由器之间跨越网络的数据传输此时处于（4）情形，当到达目标网络的路由器时，处于（3）的情形。
（3） 发送方是路由器，需要把 IP 数据发送到本地网络上的一个主机，这时用 ARP 找到目标主机的 IP地址。
（4） 发送方是路由器，需要把 IP 数据包转发到另一个网络的主机。这时用 ARP找到去往该主机的下一跳路由器，之后的工作由下一个路由器完成。

ARP高速缓冲（ARP cache）

每一个主机或路由器都动态维护一张 ARP映射表，路面有与它相连设备的 IP 地址到硬件地址的映射关系。维护该缓冲的目的是，减少网络上广播数据的通信量，提高转发效率。在Windows或者Linux都可以查看arp表arp -a。

arp脚本

因为目前这个局域网只有我一个手机连接，所以，运行结果如下：