<TCP/IP>地址解析协议ARP

　　

　　从前两章中有学到，网络层地址和链路层地址是由不同的，一个是物理地址，一个是IP地址。物理地址固定存储在网卡中，不会改变，而IP地址是可以网络管理员和用户自己分配的
　　在传统的IPv4网络中，一台A主机要想将数据传输到另一台B主机上，只知道B的IP地址可不行，还需要知道B主机在网络中的有效物理地址，但是要怎么才能把IP地址转换成物理地址呢？这时候就要用到ARP（地址解析协议）

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　　ARP

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　　地址解析其实是发现两个地址之间映射关系的过程，基本上都用于32位的IPv4地址和以太网的48位MAC地址之间的映射，如下图所示，IP地址经过ARP的处理，变成了硬件地址。

　　书中还举了一个例子，当我们打开一个网页，我们的电脑会和相关的服务器联系，它首先判断该服务是位于本地（同一IP子网）还是远程，如果在同一子网，则向本网发送ARP广播，获得目标IP所对应的MAC地址，如果不在同一子网，就通过ARP询问默认网关（路由器）对应的MAC地址

　　ARP帧格式

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　　下图为以太网中转换一个IPv4地址时常用的ARP请求和应答分组的格式

　　

• 在以太网中，对于ARP（请求或应答），两字节的帧类型字段必须为0x0806
• 硬件类型字段指出硬件地址类型，对于以太网该值为1
• 协议类型字段指出映射的协议地址类型，对于IPv4地址，该值为0x0800
• 硬件和协议地址长度分别指出硬件地址和协议地址的字节数，对于以太网中使用IPv4地址的ARP请求或应答，它们的值分别为6和4
• Op字段指出该操作是ARP请求（1），ARP应答（2），RARP请求（3）,RARP应答（4），RARP为反向地址转换

　　直接交付

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　　在同一个子网下，两个IP地址直接传输数据，就可以使用直接交付，IPv4直接交付的基本操作如下：

• 主机A向主机B发送IPv4数据报，A必须将B的IP地址转换成物理地址，ARP开始运行
• ARP工作在正常模式下，仅适用于广播网络，在一个共享的链路层网段上，ARP向所有连接着的主机发送一个称为ARP请求的以太网帧，其中包含主机B的IP地址
• 只有符合目标IP地址的主机B回答这个ARP请求，其他站点则忽略这个请求，即为ARP应答，该应答包含B的IP地址和MAC地址，此时不是广播，而是直接发送给A
• 主机A收到应答后，会在自己的缓存中构建一个ARP表，将得到的地址信息缓存起来，以备将来和同一目的节点通信时直接在ARP表中查找，避免了多次的广播请求

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　　感谢在实践中深入理解ARP协议和ARP地址解析过程（同一子网和不同子网）这两篇文章的作者们提供的帮助，想更深入了解ARP的同学可以点击链接学习