ARP原理

前几天有人问我，讲一下ARP原理。我记得我以前推送过，翻了一下，将上次讲的文章，再次推送一下。对了，为了方便...



前几天有人问我，讲一下ARP原理。我记得我以前推送过，翻了一下，将上次讲的文章，再次推送一下。

对了，为了方便大家翻阅往期精彩原创的文章，特此弄了一个菜单【精选】，该菜单汇集了往期精彩文章的链接。同时，大家如果有其他建议，也可以提出来。

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有读者在新浪微博私信阿龙，关于ARP的困惑：





本期，我就来解答一下关于ARP的工作原理吧！

（今后，各位读者，要是有遇到什么困惑，或者有什么建议，也欢迎来私信，虽然我现在好久没搞路由交换了，但只要阿龙会的，还是会尽力帮大家解答的。别忘了，当初我们的初衷就是：是为了集结所有热爱网络技术的爱好者，大家一起交流、分享知识、分享你我的见解、一起成长。交流的方式有很多，比如大家一起在文章下面进行评论，大家看了，就多收获了解决问题的一种思路、思想。）

本篇适合初学者、在校大学生阅读，本公众号也存在许多技术很厉害，甚至比阿龙强得多的读者，看到本篇，您就饶过阿龙了，就飘过好了。或者当初复习一下也挺好的。

思路

1、思考ARP到底是干嘛的？ 为什么要有它？why？

2、掌握ARP的工作原理。

技术人，要掌握一种技术，绝对离不开以上两点基本思路，带着这两个思路去学习新技术，你绝对是不可能学不会的。再笨，你也会学得很深刻的。甚至，你还可以有更多的思路，比如，可不可以没有它？ 有它？跟没有它的情况又是什么样的？等等。

1、ARP到底是干嘛的？

我们都知道局域网里面通信，都是靠MAC地址来通信的。ARP简单说，就是用来把IP地址转换成MAC地址，就是某个去往目的IP地址翻译成MAC地址。

交换机的工作原理就是基于源MAC地址学习，基于目的MAC地址转发的。大家都知道网络的参考模型，我们在电脑上要发送消息时，电脑内部的处理机制是先从上层开始一层一层往下封装的。如图:



现在，有了这张图，就更容易理解ARP的作用了。

电脑从上层往下封装，到了二层，要封装帧头部时，就需要把目的mac地址封装上，形成完整的二层头部后，就可以发送出去了。

现在的问题就是，电脑如何知道对方的MAC地址？



计算机A要发送消息，给计算机E。他们是第一次通信。

当用户计算机A在上使用QQ聊天工具，输入：你好，约吗？

回车，计算机A就先从上层往下封装头部。如IP头部就将

目的IP：1.1.1.2   ， 源IP就是：1.1.1.1 等信息进行封装，到了二层，就需要将目的MAC地址，源MAC地址进行封装。计算机A肯定知道自己网卡的mac地址，为1111.1111.1111.1111。但是目的mac地址（计算机E的mac地址）就不知道了，因为他们是第一次通信，哪里知道啊~  要是知道，就上天了！

于是，这时候，计算机A就执行ARP程序，发送一个ARP请求报文的广播包：

该数据包的关键字段如下：

二层：

目的MAC地址：ffff.ffff.ffff.ffff

源mac地址：1111.1111.1111.1111

类型：0x0806

arp的关键内容如下：

source mac：1111.1111.1111.1111.1111

source IP： 1.1.1.1

target mac：ffff.ffff.ffff.ffff （因为第一次通信，不知道对方的mac地址）

target IP：1.1.1.2

上面这段报文，可以理解为人类的语言就是：



这样，交换机收到这个报文，看到目的mac地址是全F就进行广播！

【阿龙这里要提醒初学者的是，因为交换机是二层设备，只会拆包、解析到二层信息而已，不会进行更深入的解析，如网络层信息。换句话说，就是交换机根本不知道里面是什么数据，只知道这个数据包的源、目mac地址而已。】

这样，所有的计算机收到这个广播包，会进行更深入的解析，看到里面的target IP 是1.1.1.2,  与自己的IP地址进行对比，发现不一样，就丢弃。发现一样，就回应ARP报文。单播回应喔！

ARP的响应报文里的关键字段如下，

二层：

目的MAC地址：1111.1111.1111.1111

源mac地址：2222.2222.2222.2222

类型：0x0806

arp的关键内容如下：

source mac：2222.2222.2222.2222

source IP： 1.1.1.1

target mac：1111.1111.1111.1111 （从请求包里得知A的mac地址，于是单播）

target IP：1.1.1.1

以上这段报文，你可以理解为人类语言就是：



这样，计算机A收到这个报文后，就将计算机E的mac地址记录下来，存在计算机A的一个数据库，叫做ARP缓存表。下次通信时，如果缓存未超时，就可以直接使用了。如果超时了，就再次进行arp请求广播了。

如果你还不信的话，那龙哥就亲自动手做实验吧！



计算机A的信息：



计算机E的信息：



用计算机A ping 计算机E来模拟A发送消息给计算机E，并且抓包：



抓包就会发现抓到了2个ARP的报文：



分别如下：

1、



2、



这时，你就可以在计算机A看到arp缓存表了：



不知道，那位同学明白了没？ 如以上有讲错地方，欢迎大家在下方评论地方指出！ 如您还有其他见解，也欢迎您在下方评论的地方进行参与。

感觉您的阅读！ 祝您学习愉快！

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