ARP協議,ARP的作用 原理 工作過程

2021-10-06 14:16:39 字數 1851 閱讀 1965

網路裝置有資料要傳送給另一台網路裝置時,必須要知道對方的ip位址。ip位址由網路層來提供,但是僅有ip位址是不夠的,ip資料報文必須封裝成幀才能通過資料鏈路進行傳送。資料幀必須要包含目的mac位址,因此傳送資料的那一台裝置必須獲取到目的mac位址。通過目的ip位址而獲取目的mac位址的過程是由arp協議來實現的。

通過arp協議,網路裝置可以建立目標ip位址和mac位址之間的對映。網路裝置通過網路層獲取到目的ip位址之後,還要判斷目的mac位址是否已知。

apr資料報格式為以下:

hardware type表示硬體位址型別,一般為乙太網;

protocol type表示三層協議位址型別,一般為ip;

hardware length和protocol length為mac位址和ip位址的長度,單位是位元組;

operation code指定了arp報文的型別,包括arp request和arp reply;

source hardware address指的是傳送arp報文的裝置mac位址;

source protocol address指的是傳送arp報文的裝置ip位址;

destination hardware address指的是接收者mac位址,在arp request報文中,該字段值為0;

destination protocol address指的是指接收者的ip位址。

apr快取:

apr快取用來存放ip位址和mac位址的關聯資訊。在傳送資料前,裝置會先查詢arp快取表。如果快取表中存在對方裝置的mac位址,則直接採用該mac位址來封裝幀,然後在發出去。如果快取表中不存在相應資訊,則通過傳送arp request報文來獲得它。學習到的ip位址和mac位址的對映關係會被放入arp快取表中存放一段時間。在有效期內,裝置可以直接從這個表中查詢目的mac位址來進行資料封裝,而無需進行arp查詢。過了這段有效期,arp就會被自動刪除。

arp請求以及響應:

兩台主機需要聯絡時,傳送資料的主機的arp快取表中不存在接收資料主機的mac位址,所以傳送資料主機會傳送arp request來獲取目的主機的mac位址。arp request報文封裝在資料幀裡面。資料幀裡面的源mac位址為為傳送資料的主機的mac位址。此時由於傳送資料主機不知道接收資料主機的mac位址,所以目的mac位址為廣播位址ff-ff-ff-ff-ff-ff。arp request報文中包含源ip位址、目的ip位址、源mac位址、目的mac位址,arp request報文會以廣播的形式傳送出去,在整個網路上傳播,該網路所有的主機都能收到這個報文。閘道器也能收到,閘道器將會阻止該報文傳送到其他網路上。所有的主機接收到該arp request報文後,會檢查報文裡面寫的目的mac位址欄位與自身的位址是否匹配。如果不匹配,則該主機將不會響應該arp request報文。如果匹配,則該主機會將arp報文中的源mac位址和源ip位址資訊記錄到自己的arp快取表中,然後通過arp reply報文進行響應。arp reply報文通過單播發送

arp**:

當兩台主機需要聯絡時,如果在乙個網段內或者不同網路但是目的主機未配置閘道器的情況下,arp request報文將會以廣播的形式傳送出去,但是,然而,很重要的一點,廣播報文無法被路由器**,那麼目的主機就收不到傳送資料的主機的arp request報文,那目的主機也就無法應答,在路由器上啟用**arp功能,就可以解決這個問題。用arp**後,路由器收到這樣的請求,會查詢路由表,如果裡面有目的主機的路由表,路由器將會使用自己與傳送資料主機的那個介面的mac位址來回應該arp request。主機a收到arp reply後,將以路由器跟傳送資料的主機的那個介面的mac位址作為目的mac位址進行資料**。那位於不同網路的網路裝置在沒有配置閘道器的情況下,也能夠通過arp**實現相互通訊。

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