ARP协议

什么是ARP？

ARP（地址解析协议），其基本功能为透过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行

ARP流程

同网段情况

  1. 主机A首先查看自己的ARP表，确定其中是否包含有主机B对应的ARP表项。如果找到了对应的MAC地址，则主机A直接利用ARP表中的MAC地址，对IP数据包进行帧封装，并将数据包发送给主机B。
  2. 如果主机A在ARP表中找不到对应的MAC地址，则将缓存该数据报文，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。ARP请求报文中的发送端IP地址和发送端MAC地址为主机A的IP地址和MAC地址，目标IP地址和目标MAC地址为主机B的IP地址和全0的MAC地址。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，但只有被请求的主机（即主机B）会对该请求进行处理。
  3. 主机B比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目标IP地址，当两者相同时进行如下处理：将ARP请求报文中的发送端（即主机A）的IP地址和MAC地址存入自己的ARP表中。之后以单播方式发送ARP响应报文给主机A，其中包含了自己的MAC地址。
  4. 主机A收到ARP响应报文后，将主机B的MAC地址加入到自己的ARP表中以用于后续报文的转发，同时将IP数据包进行封装后发送出去。

不同网段情况

不同网段的主机通信时，主机会封装网关（通常是路由器）的mac地址，然后主机将数据发送给路由器，后续路由进行路由转发，通过arp解析目标地址的mac地址，然后将数据包送达目的地。具体过程分析如下：

  1. 主机A查询网关的MAC地址
  2. 主机A将数据包封装主机A的IP地址和网关的MAC地址进行发送
  3. 路由器收到数据包，检查目的IP地址，发现不是给自己的。然后ARP查询主机B的MAC地址，然后添加到路由MAC地址表中，封装自己的MAC为源MAC，主机B的MAC为目的MAC，发送给主机B。

总结

  • 同网段情况下，主机A直接在局域网内广播寻找主机B的MAC地址
  • 不同网段情况下，主机A将报文先封装上主机A的IP和路由器的MAC，发送给路由器，路由器再进行广播寻找主机B的MAC地址。最后
    • 源IP：主机A的IP
    • 源MAC: A所在局域网路由器的MAC
    • 目的IP：主机B的IP
    • 目的MAC：主机B的MAC