位址解析協議ARP

arp協議(address resolution protocol)，從ip位址對映到mac位址。

主機的通訊在區域網之間可以通過mac位址來進行通訊。而在網路層是通過ip位址來辨識主機的，所以一台主機會有乙個ip位址和mac位址。

然而網際網路是由乙個個區域網組成的，當兩台主機要進行跨網通訊的時候，光靠乙個ip位址或者乙個mac是不夠的，所以需要兩者一起工作，即將mac位址和ip位址進行繫結，實現跨網通訊。那麼工作的時候也就需要將兩個位址進行解析。

1、直接對映 2、動態繫結

因為ip位址的長度為4個位元組，mac位址為6個位元組。用直接對映，ip的位址空間不足以對映所有的mac的位址，所以必須使用動態繫結的方法，相應的協議為arp。

arp的思想就是：

廣播詢問，單播回應

用點名的思維來考慮，就是老師向所有學生報某個學生的名字，對應的某個學生就會喊到。

而在區域網中，具體的步驟如下：

主機a向主機b傳送資料，主機a不知道主機b的mac位址於是主機a向全體傳送乙個廣播請求，詢問「誰的ip位址是ipb，請把macb的位址告訴我」其他主機接受到廣播請求，發現不是詢問自己的mac位址，就會忽略；只有主機b會做出回應，將自己的mac位址告訴a

總結：

1）傳送發主機傳送乙個arp請求報文，該報文以廣播方式傳送，其中包含接收方的ip

2）網路上所有的主機都會接受到這個請求，他們把請求中包含的接收方ip位址與自身的ip位址進行比對，如相同，則向傳送方回應，回應中包含了自己的mac位址；否則不做回應

跨網通訊時arp的步驟

假設主機a，b的ip和mac位址為ipa，maca和ipb，macb；路由器r的i1介面的ip和mac位址為ip1，mac1，i2介面的ip和mac位址為ip2，mac2。

主機a向主機b傳送資料前，通過ip位址的網路號判斷主機b是否和自己在同一網段內。若主機b不在同一網段內，就必須通過路由器進行資料報的**。

具體過程：

1）主機a向r傳送資料前，先通過arp獲取r的mac位址mac1

2）a把資料報投遞給r的i1介面。此時ip資料報的目的ip位址為ipb，但mac位址為mac1

3）r把資料報通過i2介面**，**之前通過arp獲取主機b的mac位址

4）r把資料報投遞給主機b，此時資料報的源ip位址為ipa，但源mac位址為mac2

即在單向傳輸過程中，資料報的源ip和目的ip不變，需要改變的是mac位址。

arp報文格式：

硬體型別：指明物理網路的型別

協議型別：上層協議的型別

實體地址長度：mac位址的長度，乙太網為6

協議位址長度：上層位址的長度，ip為4

op（操作）：指明用於請求還是響應，「1」表示請求，「2」表示響應

前8個位元組固定

【rarp報文類似於arp報文，只是op中用「3」表示請求，「4」表示響應】

為提高通訊效率，在實現arp協議時，會使用arp快取，存放最近解析的ip/mac

對。有效時間一般設定在20分鐘

其他提高通訊效率的措施

1)使用捎帶機制，在請求其他主機的實體地址時，會把自己的ip/mac關係也寫到請求報文中 2)主機在聯網時，主動廣播自己的ip/mac對映關係

在共享式網路環境下：

在一般工作模式下，網絡卡會把mac幀的目的mac位址與自己的位址進行比較，一致時會接受幀，否則忽略。然而當網絡卡工作在混雜模式下，就不會進行這種檢查，它會接受網路中所有的資料報。防範這種攻擊的有效途徑之一就是採用交換式網路架構。