地址解析协议：什么是网络中的ARP报头

地址解析协议（ARP）如何工作？

IPv4网络中的所有操作系统都会维护一个ARP缓存。当主机请求MAC地址以将数据包发送到LAN中的另一台主机时，它会检查其ARP缓存，以确认MAC地址转换是否已存在。

让我们通过一个例子来理解这个概念

• 主机P解析主机U的协议地址，用于从P上的应用程序发送到U的协议消息。
• P不为主机U解析协议地址
• 通过互联网层，主机P通过T1和T2路由将数据传递给主机U。
• 主机P解析T1硬件地址。
• 主机P上的网络层将包含U的目标协议地址的数据包传递给T1进行交付
• T1将数据包传递给T2，T2再将数据包转发给主机U。

重要的ARP术语

• ARP缓存： 解析完MAC地址后，ARP会将其发送到表中存储的缓存中以供将来参考。后续通信可以使用表中的MAC地址。
• ARP缓存超时： 这是ARP缓存中的MAC地址可以驻留的时间。
• ARP请求： 将数据包广播到网络上，以验证我们是否遇到了目标MAC地址。
• ARP响应/回复： 源从目标收到的MAC地址响应有助于数据的进一步通信。

地址解析方法

协议地址和硬件地址之间的关联称为绑定。

为此目的使用了三种技术

• 表查找 – 绑定存储在内存中，以协议地址作为键。它使用数据链路层来检查协议地址以查找硬件地址。
• 动态–这种网络消息传递方法用于“即时”解析。数据链路层发送硬件地址的消息请求。目标响应。
• 封闭式计算–在此方法中，协议地址基于硬件地址。数据链路层从协议地址派生硬件地址。

ARP的类型

以下是地址解析协议的四种类型：

• 代理ARP
• 免费ARP
• 反向ARP
• 逆向ARP

让我们详细了解它们

代理ARP

在代理ARP方法中，3层设备可以响应ARP请求。这种ARP类型配置的路由器将响应目标IP地址，并将路由器MAC地址与目标IP地址和发件人映射，当它到达目的地时。

免费ARP

Gratuitous ARP是另一种主机ARP请求类型。这种ARP请求有助于网络识别重复的IP地址。因此，当路由器或交换机发送ARP请求以获取其IP地址时，不会收到ARP响应，因此没有其他节点可以使用分配给该交换机或路由器的IP地址。

反向ARP (RARP)

反向ARP，也称为RARP，是一种ARP网络协议，由LAN中的客户端系统使用，用于从ARP路由器表中请求其IPv4地址。网络管理员通常会在网关路由器中创建一个表，该表有助于确定特定IP地址的MAC地址。

逆向ARP (InARP)

逆向ARP也称为InARP，是一种ARP类型，用于从数据链路层地址查找节点的IP地址。InARP广泛用于ATM网络帧中继，其中2层虚拟电路寻址是从2层信令获得的。

ARP报头

• 硬件类型–以太网为1。
• 协议类型–它是网络层使用的协议。
• 硬件地址长度–这是字节长度，因此对于以太网为6。
• 协议地址长度 – 其值为4字节。
• 操作代码指示数据包是ARP请求（1）还是ARP响应（2）。
• 发送方硬件地址 – 这是源节点的硬件地址。
• 发送方协议地址 -这是源节点的3层地址。
• 目标硬件地址 – 用于RARP请求，该请求影响目标硬件和3层地址。
• 目标协议地址 – 用于ARP请求，此时响应同时包含3层地址和目标的硬件地址。

使用ARP的优点

以下是使用ARP的优点/好处

• 如果您使用ARP，那么如果您知道同一系统的IP地址，就可以轻松知道MAC地址。
• 端节点不需要配置为“知道”MAC地址。可以在需要时找到。
• ARP的目标是使网络上的每个主机都能构建IP地址与物理地址之间的映射。
• 存储在主机中的映射集或表称为ARP表或ARP缓存。

常见问题

摘要

• ARP协议有助于在给定系统IP地址的情况下找到MAC（媒体访问控制）地址。
• 重要的ARP术语是：1）ARP缓存 2）ARP缓存超时 3）ARP请求 4）ARP响应/回复
• 三种ARP解析技术是：1）表查找 2）动态 3）封闭式计算。
• 重要的ARP协议是：1）代理ARP 2）免费ARP 3）反向ARP 4）逆向ARP。
• ARP报头的组成部分是1）硬件类型 2）协议类型 3）硬件地址长度 4）协议地址长度 5）发送方硬件地址 6）发送方协议地址 7）目标硬件地址 8）目标协议地址。