TCP/IP协议学习（二）ARP和RARP

来自网络小白的笔记二

概述

ARP为IP地址到对应的硬件地址之间提供动态映射。
RARP是被哪些没有磁盘驱动器的系统使用，它需要系统管理员进行手工设置。

ARP工作过程

ARP发送一份称作ARP请求的以太网数据帧给以太网上的每个主机。这个过程称为广播，ARP请求数据帧中包含目的主机的IP地址，表示“如果你是这个IP地址的拥有者，请回答你的硬件地址”。
目的主机的ARP层收到这份广播后，识别出这是发送端在询问它的IP地址，于是发送一个ARP应答。这个ARP应答包含IP地址和对应的硬件地址。
收到ARP应答后，使ARP进行请求-应答交换的IP数据报现在就可以传送了。

点对点链路（PPP）不使用ARP。

ARP高速缓存

这是ARP高效运行的关键：每个主机上都有一个ARP告诉缓存。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。

使用“arp -a”查看系统中高速缓存的内容：

# arp -a
? (10.200.100.1) at 9c:6:1b:5:c7:f8 on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.100.10) at c8:ff:28:5c:6e:1d on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.100.55) at 2c:6f:c9:6:ae:5f on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.100.57) at c0:d0:12:d6:28:6c on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.100.71) at d0:25:98:3a:c0:c8 on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.100.198) at a0:99:9b:f:7a:9f on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.100.204) at c8:f6:50:1:a4:e7 on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.100.252) at 34:e1:2d:6b:33:ed on en0 ifscope [ethernet]
? (10.200.101.137) at ac:e0:10:27:2d:bf on en0 ifscope [ethernet]

ARP报文格式

硬件类型：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：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；
操作类型：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；
发送方硬件地址（0-3字节）：源主机硬件地址的前3个字节；
发送方硬件地址（4-5字节）：源主机硬件地址的后3个字节；
发送方IP地址（0-1字节）：源主机硬件地址的前2个字节；
发送方IP地址（2-3字节）：源主机硬件地址的后2个字节；
目标硬件地址（0-1字节）：目的主机硬件地址的前2个字节；
目标硬件地址（2-5字节）：目的主机硬件地址的后4个字节；
目标IP地址（0-3字节）：目的主机的IP地址。

ARP代理

如果ARP请求是从一个网络的主机发往另一个网络上的主机，那么连接这两个网络的路由器就可以回答该请求，这个过程称作委托ARP或ARP代理（Proxy ARP）。这样可以欺骗发起ARP请求的发送端，使它误以为路由器就是目的主机，而事实上目的主机是在路由器的“另一边”。路由器的功能相当于目的主机的代理，把分组从其他主机转发给它。

RARP工作原理

1、网络上的每台设备都会有一个独一无二的硬件地址，通常是由设备厂商分配的MAC地址。PC1从网卡上读取MAC地址，然后在网络上发送一个RARP请求的广播数据包，请求RARP服务器回复该PC的IP地址。
2、RARP服务器收到了RARP请求数据包，为其分配IP地址，并将RARP回应发送给PC1。
3、PC1收到RARP回应后，就使用得到的IP地址进行通讯。

小结

在大多数TCP/IP实现中，ARP是一个基础协议，但是它的运行对于应用程序或系统管理员来说一般是透明的。ARP告诉缓存在它的运行过程中非常关键，我们可以用arp命令对高速缓存进行检查和操作。高速缓存中的每一项内容都有一个定时器，根据它来删除不完整和完整的表项。

参考资料：