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什么是ARP協議

發布時間： 2022-04-18

什么是ARP協議？IP地址作為一種邏輯地址實際上只起到標識主機的作用，在物理網絡中通信必須使用物理地址(MAC地址)。ARP和RARP的主要任務就是解決IP地址和物理地址之間的映射關系。

ARP(Address Resolution Protocol)是地址解析協議的英文縮寫，它的作用是將IP地址映射到物理地址。由于ARP是由TCP/IP控制的，所以應用程序不能與其直接進行通信。

當應用程序希望與某臺網絡設備通信時，如果主機不知道對方的MAC地址，則不能完成二層數據幀的封裝。所以，主機的TCP/IP協議會發送ARP解析廣播去尋找對應于目的IP地址的MAC地址。

每一臺主機在內存中都維護著一個ARP表，其初始值為空，這個ARP表就是ARP高速緩存。ARP高速緩存存放了最近了解到的IP地址到硬件物理地址之間的映射條目，其中的每一個條目的生存時間一般為20分鐘，起始時間是從被創建時開始算起。

ARP高速緩存的使用提高了ARP的效率。在DOS模式下輸入“C:\>ARP-a”命令，可以查看內存中的ARP表，如表1所示。

表1 ARP表條目舉例。

從IP地址到物理地址的映射是由網絡接口驅動程序完成的。當需要發送數據時，首先在本機內存中的ARP表中尋找目的IP地址與MAC地址的映射。如果沒有找到，則接口驅動程序會向網絡發送一個ARP請求廣播包給本網絡的所有主機和路由器。

一旦具有ARP的能力的主機收到ARP請求包，會檢查包中的目的IP地址和自己的IP地址是否一致。如果一致則會向發送請求包的主機發送ARP響應包(單點廣播形式)。

讓我們來舉一個實例，如圖1所示。

圖1 ARP解析與響應

當主機A想要與主機B進行通信時，主機A已經知道主機B的IP地址，但由于實際數據傳輸需要物理地址，所以在此之前必須確定目的方的物理地址。

主機A開始搜索本機內存中的ARP表，希望能夠找到關于主機B的物理地址的映射條目。但由于是第一次通信或很長時間沒有通信，在ARP表中沒能找到相應的條目。在這種情況下，主機A發送一個ARP請求包，這個請求包中包含主機B的IP地址。

主機B收到這個請求包，首先檢查包中的目的IP地址是否和自己的IP地址一樣。如果一樣，則主機B以單點廣播形式向主機A發送一個響應包，包含了雙方的IP地址和物理地址。主機A通過響應包知道了主機B的物理地址，并將其映射加入內存中的ARP表中。這樣主機A就可以利用該映射向主機B發送數據了。

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