ARP协议

IP地址把实际的物理地址对上层应用隐藏起来，使Internet表现出统一的地址格式，但是在实际的网络通信过程中，IP地址无法被物理网络所识别，物理网络依然只能识别物理地址，所以，要实现通信，就必须实现IP地址对物理地址的映射。
ARP报文格式

要先清楚的我们常说的以太网地址就是物理地址

字段1是ARP请求的目的以太网地址，全1时代表广播地址。

字段2是发送ARP请求的以太网地址。

字段3以太网帧类型表示的是后面的数据类型，ARP请求和ARP应答这个值为0806。

字段4表示硬件地址的类型，硬件地址不只以太网一种，是以太网类型时此值为1。

字段5表示要映射的协议地址的类型，要对IPv4地址进行映射，此值为0x0800。

字段6和7表示硬件地址长度和协议地址长度，MAC地址占6字节，IP地址占4字节。

字段8是操作类型字段，值为1，表示进行ARP请求；值为2，表示进行ARP应答；值为3，表示进行RARP请求；值为4，表示进行RARP应答。

字段9是发送端ARP请求或应答的硬件地址，这里是以太网地址，和字段2相同。

字段10是发送ARP请求或应答的IP地址。

字段11和12是目的端的硬件地址和协议地址。

对于以太网而言，当IP数据包通过以太网发送时，以太网链路并不识别32位的IP地址，它们是以48位的MAC地址标识以太网节点的。因此，必须在IP地址与MAC地址之间建立映射（map)关系，建立这种映射的过程称为地址解析（Resolution)。

ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议）就是用于动态地将IP地址解析为MAC地址的协议。主机通过ARP解析到目的MAC地址后，将在自己的ARP缓存表中增加相应的IP地址到MAC地址的映射表项，用于后续到同一目的地报文的转发。

假设HostA和HostB在同一个网段，HostA要向HostB发送IP包，其地址解析过程如下：

1)HostA首先查看自己的ARP表，确定其中是否包含有HostB的IP地址对应的ARP表项。如果找到了对应的表项，则HostA直接利用ARP表项中的MAC地址对IP数据包封装成帧，并将帧发送给HostB。
2)如果HostA在ARP表中找不到对应的表项，则暂时缓存该数据包，然后以广播方式发送一个ARP请求。ARP请求报文中的发送端IP地址和发送端MAC地址为HostA的IP地址和MAC地址，目标IP地址为HostB的IP地址，目标MAC地址为全0的MAC地址。
3)由于ARP请求报文以广播方式发送，该网段上的所有主机都可以接收到该请求。HostB比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目标IP地址，由于两者相同，HostB将ARP请求报文中的发送端（即HostA)IP地址和MAC地址存入自己的ARP表中，并以单播方式向HostA发送ARP响应，其中包含了自己的MAC地址。其他主机发现请求的IP地址并非自己，于是都不做应答。
4)HostA收到ARP响应报文后，将HostB的MAC地址加入到自己的ARP表中，同时将IP数据包用此MAC地址为目的地址封装成帧并发送给HostB。

RARP协议

主机只知道自己的硬件地址时，可以通过RARP(Reverse Address Resolution Protocol,反向地址解析协议）解析自己的IP地址。RARP常用于无盘工作站启动前获取自身IP地址。在刚刚启动时，无盘工作站只知道自己网卡的MAC地址，需要获得自己的IP地址，于是向网络中广播RARP请求。RARP服务器接收广播请求后发送应答报文，无盘工作站随即获得IP地址。
RARP服务器要响应请求，首先必须知道物理地址与IP地址的对应关系。为此，在RARP服务器中维持着一个本网段的“物理地址-IP地址”映射表。当某无盘工作站发出RARP请求后，网上所有主机均收到该请求，但只有RARP服务器处理请求并根据请求者物理地址响应请求。无盘工作站发出的RARP请求中携带其物理地址，服务器根据此硬件地址查找其IP地址。由于服务器此时已经知道无盘工作站的物理地址，因此不再采用广播方式，而是直接向无盘工作站发送单播应答。
对应于ARP、RARP请求以广播方式发送，ARP、RARP应答一般以单播方式发送，以节省网络资源。

标签：ARP,请求,MAC,RARP,地址,IP地址
来源： https://blog.csdn.net/weixin_45468947/article/details/110437948