ARP与RARP

作为网络中的主机身份标识，IP是一个逻辑地址，但在实际进行通信时，物理网络使用的仍然是物理地址，IP地址是不能被物理网络识别的。ARP协议提供了将主机的IP地址映射为MAC地址的方法，RARP协议提供了允许工作站动态获取其协议地址的方法。

ARP

互联网中主机的逻辑地址为32位的IP地址，物理地址为48位的MAC地址。对于以太网而言，并不能识别IP地址，计算机之间要进行通信，则需要获取对方的物理地址。因此在物理网络中，在逻辑IP地址和物理MAC地址间建立了一种映射关系，这种映射关系称为地址解析。

ARP工作原理：
假设HostA与HostC处于同一网段，并且HostA要向HostC发送数据。

1. HostA查看自己的ARP表是否有HostC表项。若表中有HostC的表项，则根据表项中HostC的MAC地址，将数据封装成帧，并从对应的物理接口上发送数据给HostC
2. 若表中没有HostC表项，则HostA暂存该数据包，并广播一个ARP请求。请求中的目的MAC地址全0。
3. HostC 接收到ARP请求后，将自己的MAC地址单播给HostA。其余的主机不作应答。
4. HostA 收到ARP响应后，将HostC的MAC地址存入ARP表项。并把数据包封装成帧，发送给HostC

ARP表项： ARP表项可分为动态ARP表项和静态ARP表项。动态ARP表项是经ARP协议解析后存入ARP表中的，超出老化时间后将被自动删除。静态ARP表项是由管理员手动配置的，不会被自动删除。静态ARP表项优先级高于动态ARP表项，可以覆盖相应的动态ARP表项。

代理ARP： 当ARP查询的目标主机与源主机不在同一个网段时，路由器可运行代理ARP协助主机进行通信。源主机将ARP请求发送给代理路由器，代理路由器在目的主机的网段进行ARP广播，目的主机将回应ARP响应给代理路由器，最后路由器将目的主机的MAC发给源主机。使用代理ARP时，源主机与目的主机之间通信的数据都将流向代理路由器，并由代理路由器进行转发。由于代理路由器会广播ARP请求，会降低网络效率，只适合中小型网络使用。

RARP

无盘工作站中没有磁盘，在启动时从服务器中获取操作系统进行引导。而工作站IP地址在操作系统中进行配置，启动时还不具有IP地址。获取操作系统时需要与服务器进行通信，就需要具有IP地址。这两者产生了矛盾，为了解决这个矛盾，可以使用RARP协议动态获取工作站协议地址。

RARP工作原理：

1. 若有一个无盘工作站需要启动，首先引导到ROM中的基本系统，此时广播一个RARP请求报文。
2. RARP服务器收到请求报文后，对其响应并分配一个IP地址。
3. 无盘工作站获取IP后，利用此地址与服务器进行通信，并获取操作系统。

IP包转发

主机单播IP包转发

主机单播IP之前，首先判断目的主机所在网段。如果是同一网段，则解析目的主机的MAC地址，然后封装成帧，由直接连接此网段的接口发送给目的主机。如果不处于同一网段，则将IP包转发给默认网关的路由器，由路由器将数据包发送给目的主机。

路由器单播IP包转发

1. 如果IP包目的地址为主机，则解封装此包，将数据交由上层协议处理。
2. 如果IP包目的地址非主机，而是网段中的某个主机。则路由器将解析IP数据包目的主机的MAC地址，随即将此IP包以此硬件地址为目的地址封装成帧，并由此直接连接此网段的接口发送给目的主机。
3. 如果IP包目的地址为其他网段的某个主机。 则由路由器交由下一跳路由器。路由器将解析下一跳路由器的MAC地址，并将IP包以此为目的地址封装成帧发送给下一跳路由器。

主机接收IP包

主机接收IP包的情况：

1. IP包中目的地址为本机地址
2. IP包中目的地址为广播地址
3. IP包中目的地址为一组播地址，并且本机地址属于该组播地址

如果IP包目的地址不符合这些情况，主机的网络层将丢弃该IP包。

广播风暴

路由器转发广播将导致全网充斥广播，整个网络会由于广播而瘫痪，这种情况被称为广播风暴。为了避免广播风暴，路由器默认不转发广播包。

ARP配置

路由器

 //添加静态arp表项 arp static ip-address mac-address //删除静态arp表项 undo arp static //显示arp运行情况 display arp //清除arp表 reset //启动代理arp proxy-arp enable //显示代理arp信息 display proxy-arp [interface interface-type interface-number]

Windows

//查看arp表项arp -a//添加静态arparp -s