ARP协议的工作原理

一、ARP的定义

ARP协议（地址解析协议）：根据IP地址以广播方式获取与其对应的目标主机MAC地址，并将MAC地址存入ARP缓存表。

注意：IP地址是可变的，而MAC地址（即物理地址）是唯一的。 

二、ARP的工作原理

1、在PC1给PC2发送数据之前，先查看PC1的缓存表中是否有目标主机PC2的MAC地址记录。（若没有）

2、PC1发送ARP请求报文（广播），用来查找目标主机IP所对应的MAC地址。由于不知道目标主机的MAC地址，所以目标MAC地址设置为广播地址0xFFFFFFFFFFFF,此报文便会发送给局域网中的所有主机设备。

 

3、所有主机在收到ARP请求消息后，由于请求的目标IP地址与PC2的IP地址匹配上了，故目标主机PC2回复ARP应答报文给PC1（单播）；而其它不匹配的主机则丢弃该ARP请求。

4、PC1更新ARP缓存，将目标主机的IP地址与MAC地址的对应关系存储在ARP缓存表中，并使用目标主机的MAC地址发送数据目标主机。（在缓存表里的MAC地址可以用来直接发送数据，而不用在广播查找MAC地址了）

 三、ARP报文在链路层进行封装

ARP报文不是直接在网络层上发送的，它还是需要向下传输到数据链路层，所以当ARP报文传输到数据链路层之后，需要再次进行封装。以以太网为例，ARP报文传输到以太网数据链路层后会形成ARP帧。ARP帧如下图所示，他就是在ARP报文前面加了一个以太网首部。 

• 目的MAC地址：为广播MAC地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF），其目标主机是网络上的所有主机。
• 源MAC地址：为发送ARP帧的源MAC地址。
• 帧类型：这里用来标识帧封装的上层协议，因为本帧的数据部分是ARP报文，所以直接用ARP的协议号 0x0806。（若是IP协议号，为0x0800）

四、ARP工作流程