ARP:地址解析协议

1. ARP概述

2. ARP工作原理

ARP工作原理: 

1. 主机A要向主机B发送数据包，但它不知道B的MAC地址。

2. 主机A向广播地址发送一个ARP请求包，该请求包中包含A的IP地址和MAC地址，以及B的IP地址。

3. 位于同一局域网内的所有设备都会收到这个ARP请求包，包括主机B。

4. 主机B发现请求包中的IP地址与自己的IP地址匹配，就生成一个ARP应答包，其中包含B的MAC地址。

5. 主机B将ARP应答包发送回主机A。

6. 主机A收到ARP应答包后，就知道了B的MAC地址，就可以将数据包发送给B了。

3. ARP数据包格式

• 硬件类型: 指明使用的硬件类型，例如以太网为1。

• 协议类型: 指明使用的协议类型，例如IP为8。

• 硬件地址长度: 指明硬件地址的长度，例如以太网MAC地址为6字节。

• 协议地址长度: 指明协议地址的长度，例如IP地址为4字节。

• 发送者硬件地址: 发送者的MAC地址。

• 发送者协议地址: 发送者的IP地址。

• 目标硬件地址: 目标的MAC地址（在ARP请求包中为空）。

• 目标协议地址: 目标的IP地址。

4. ARP协议类型

• ARP请求: 主机发送的请求，用于获取目标设备的MAC地址。

• ARP应答: 目标设备发送的应答，其中包含目标设备的MAC地址。

5. ARP协议的应用

• IP路由转发: 当路由器需要转发IP数据包时，它会首先使用ARP协议获取目标设备的MAC地址。

• DHCP动态分配IP地址: 当DHCP服务器为客户端分配IP地址时，它会使用ARP协议获取客户端的MAC地址。

• 网络诊断: 网络管理员可以使用ARP协议来诊断网络故障，例如确定网络中是否存在IP地址冲突。

6. ARP协议的局限性

• 效率低: 在大型网络中，ARP广播可能会导致网络拥塞。

• 安全性差: ARP协议容易受到欺骗攻击，例如ARP欺骗攻击。

7. ARP协议的改进

• 代理ARP: 代理ARP允许路由器为其他设备代理ARP请求，可以减少广播的次数。

• Gratuitous ARP: Gratuitous ARP是一种ARP应答，设备会主动发送Gratuitous ARP应答来通知网络中的其他设备自己的MAC地址。

• 反向ARP: 反向ARP允许设备获取自己的MAC地址。

8. ARP协议的实战应用

在实际网络中，我们可以使用以下工具来管理ARP协议：

• arp: arp命令用于显示ARP缓存表，并添加或删除ARP条目。

• wireshark: Wireshark是一款网络协议分析工具，可以用于捕获和分析ARP数据包。

• nmap: Nmap是一款网络扫描工具，可以用于发现网络中的设备，并获取它们的MAC地址。

9. 总结

原文始发于微信公众号（技术修道场）：ARP:地址解析协议