ARP协议



ARP协议：

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。

高速缓存：

A R P高效运行的关键是由于每个主机上都有一个A R P高速缓存。这个高速缓存存放了最近Internet地址到硬件地址之间的映射记录。高速缓存中每一项的生存时间一般为2 0分钟，起始时间从被创建时开始算起。

代理ARP协议：

地址解析协议工作在一个网段中，而代理ARP工作在不同的网段间，其一般被像路由器这样的设备使用，用来代替处于另一个网段的主机回答本网段主机的ARP请求。

PC1和PC2虽然属于不同的广播域，但它们处于同一网段中，因此PC1会向PC2发出ARP请求广播包，请求获得PC2的MAC地址。由于路由器不会转发广播包，因此ARP请求只能到达路由器，不能到达PC2。

当在路由器上启用ARP代理后，路由器会查看ARP请求，发现IP地址172.16.20.100属于它连接的另一个网络，因此路由器用自己的接口MAC地址代替PC2的MAC地址，向PC1发送了一个ARP应答。

PC1收到ARP应答后，会认为PC2的MAC地址就是00-00-0c-94-36-ab，不会感知到ARP代理的存在。

免费ARP：

它是指主机发送ARP查找自己的IP地址。通常，它发生在系统引导期间进行接口配置的时候。

1. 一个主机可以通过它来确定另一个主机是否设置了相同的IP地址。主机并不希望对此请求有一个回答。但是，如果收到一个回答，那么就会在终端日志上产生一个错误消息，这样就可以警告系统管理员，某个系统有不正确的设置。
2) 如果发送免费ARP的主机正好改变了硬件地址（如：换了一块接口卡），那么这个分组就可以使其他主机高速缓存中旧的硬件地址进行相应的更新。如果主机收到某个IP地址的ARP请求，而且它已经在接收者的高速缓存中，那么就要用ARP请求中的发送端硬件地址对高速缓存中相应的内容进行更新。主机接收到任何ARP请求都要完成这个操作。