TCP/IP学习笔记二：地址解析协议ARP 数据格式

      要了解ARP，看名字与功能就可以了，但是，作为研究的技术人员，还要了解它具体的工作原理，即如何在产品中应用，尤其是嵌入式产品，往往对硬件成本要求较高，但又要有联网的功能。因此，了解底的联网的知识很有必要。这里，我主要学习一下以太网，TCP/IP是必要学习的基础，当然只是学习其中比较关心的与底层的，软件在硬件之上运行，其实软件也是硬件的种。软件与硬件的结合点，其实只是换了一种观念。在键盘上打字或是声控或是其他方式的所谓软件与硬件的互动，其实，都是在操作硬件，硬件抽象一点，就是软件。
       硬件有了保存电压的东西，就有了存储器。有了存储器，就可以存指令了。有了指令，就是软件了。以上是自己对软件硬件的一种粗浅的认识。因为要学习以太网，往往跟自己画的什么网络变压器，RJ45什么的想到一起，也就是，有了硬件，还需要进一步用软件的方式去实现通讯。为了可靠与快速的多机通讯，就有了约束，有了章法，于是有了互联的协议。大家都按这个规定或是规范去办事，就可以有效率的办事。
      ARP的数据格式，详细的请查看《TCP/IP详解卷一》，那里有专门的章节介绍ARP等，网络上搜索了一下，找到了如下的图片，不错，非常的直观。
 


 


光文字不行，有图片，那就好理解了。
以太网的头部：Header。怪不得开始看Uip的代码时，对缩小的字母hdr不理解，原来是头的意思，源码如下：

struct arp_hdr {
  struct uip_eth_hdr ethhdr;
  u16_t hwtype;  //硬件类型
  u16_t protocol;   //协议类型
  u8_t hwlen; //硬件地址长度
  u8_t protolen;  // 协议地址长度
  u16_t opcode; //操作字段
  struct uip_eth_addr shwaddr;   //发送方的硬件地址：MAC
  u16_t sipaddr[2];    //发送方的IP地址
  struct uip_eth_addr dhwaddr;   //接收方的硬件地址：MAC
  u16_t dipaddr[2];     //接收方的IP地址
};

其实以上的定义，在uip中，应该算是整个arp的数据结构。


硬件类型字段：指明了发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为1；
协议类型字段：指明了发送方提供的高层协议类型，IP为0800（16进制）；
硬件地址长度和协议长度：指明了硬件地址和高层协议地址的长度，这样ARP报文就可以在任意硬件和任意协议的网络中使用；
操作字段：用来表示这个报文的类型，ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP响应为4；
发送方的硬件地址：（0-2字节）：源主机硬件地址的前3个字节；
                           （3-5字节）：源主机硬件地址的后3个字节；
发送方IP协议地址：（0-1字节）：源主机硬件地址的前2个字节；
                           （2-3字节）：源主机硬件地址的后2个字节；
目的方的硬件地址   （0-1字节）：目的主机硬件地址的前2个字节；
                           （2-5字节）：目的主机硬件地址的后4个字节；
目的方IP协议地址：（0-1字节）：目的主机的IP地址前2个字节 。
                           （2-3字节）：目的主机的IP地址后2个字节 。 


hd就是头Header 的意思了。看来自己真的知识太浅，理解力太差了。


上面arp的头，我看得头大，还得慢慢一步步来理解。看看以太网的头是什么？


/**
* The Ethernet header.
*/
struct uip_eth_hdr {
  struct uip_eth_addr dest;   //目标地址
  struct uip_eth_addr src;    //源地址，找别人，也得报上自己的名字。
  u16_t type;    //帧类型 ARP 为：0x0806
};

uip_eth_addr是什么格式的？IP格式的吗？继续查看如下：


/**
* Representation of a 48-bit Ethernet address.
*/
struct uip_eth_addr {
  u8_t addr[6];
};
6个字节，48位。搞了半天，是一个48位硬件地址，我一般称为MAC地址。 


以下就是网络类型的定义。

#define UIP_ETHTYPE_ARP 0x0806   //现在开始了解ARP
#define UIP_ETHTYPE_IP  0x0800   //IPV4 常用的。
#define UIP_ETHTYPE_IP6 0x86dd  //这个不常见，基本不用，可能以后物联网了，所有东西都要联网，手机PDA等等之类的，就要用它了。




以太网的头，明白了很多。ARP呢？好好学习。继续。