%% # 纲要 > 主干纲要、Hint/线索/路标 # Q&A #### 已明确 #### 待明确 > 当下仍存有的疑惑 **❓<font color="#c0504d"> 有什么问题？</font>** # Buffer ## 闪念 > sudden idea ## 候选资料 > Read it later %% # ARP 协议 > ARP（Address Resolution Protocol），**地址解析协议**。 ARP 协议用于**在==局域网内==获取某一已知 ==IP 地址==对应的==设备的 MAC 地址==**，其属于 "**==数据链路层==（二层）协议**"。 > [!NOTE] APR 协议的作用：**根据同一网段下的目标设备的 IP 地址来获取其 MAC 地址**。 > > 当一台网络设备要**与同一网段中的另一台设备通信**时，需要知晓**目标设备的 MAC 地址**，该过程即通过 APR 协议实现。 > >  > > [!NOTE] ARP 协议仅用于 IPv4 网络中，在 IPv6 中使用邻居发现协议。 <br><br><br> # ARP 地址解析过程 ARP 过程涉及两类报文： - **==ARP 请求==**（ARP Request）——以 "**==广播==**" 的形式发送，用于查找**目标 IP 地址对应的 MAC 地址**。 - **==ARP 响应==**（ARP Reply）——以 "**单播**" 的形式应答，提供 IP 地址对应的 MAC 地址。 ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/数据链路层/ARP 协议.assets/IMG-ARP 协议-9641767AC83D6C303685F423EFE6C918.png|613]] > [!NOTE] ARP 报文格式 > > 请求、响应报文的格式均如下，参见[^1]（P116）。 > 注意，ARP 是链路层协议，其**只具有 MAC 头部，没有 IP 头部**。 > > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/数据链路层/ARP 协议.assets/IMG-ARP 协议-BEE273DB2708B640A14434D3B2E74F4F.png|757]] > <br> ## ARP 请求报文（广播） 当设备 A 想要与同网段内的设备 B 通信，但不知道设备 B 的 MAC 地址时，其会**在所属网段内**广播一个 **ARP 请求** 。 ARP 请求以 "**==链路层广播帧==**" 的形式发送，发送给**同一链路层上的所有设备**。 在该请求报文中的字段说明： | 字段 | 说明 | | --------- | -------------------------------- | | 源 IP 地址 | 即**源主机的 IP 地址** | | 源 MAC 地址 | 即**源主机的 MAC 地址** | | 目的 IP 地址 | 即**源主机所==请求查询的 IP 地址==** | | 目的 MAC 地址 | **`FF:FF:FF:FF:FF:FF` ==广播地址==** | > [!NOTE] ARP 广播只在单个网段内进行 > > 路由器发起 arp 广播时，**只会从其某一个端口发出，在该端口所属的网段内进行广播**。 <br> ## ARP 应答报文（单播） 同一链路层上的各台设备收到 ARP 请求后： - **检查==目标 IP 地址==是否==与自己匹配==**： - 若匹配，则该设备**直接向 "==请求的源主机==" 回发一个 ==ARP 响应消息==**。 - 否则，**丢弃该数据包**，拒绝响应。 在该响应报文中的字段说明： | 字段 | 说明 | | --------- | --------------------------------- | | 源 IP 地址 | 即 **目标设备自身的 IP 地址** | | 源 MAC 地址 | 即 **==目标设备自身的 MAC 地址==**，作为查询结果返回 | | 目的 IP 地址 | **发起 ARP 请求的源主机的 IP 地址** | | 目的 MAC 地址 | **发起 ARP 请求的源主机的 MAC 地址** | <br><br><br> # ARP 缓存表 APR 查询结果保存在设备的 **==ARP 缓存表==** 中，**主机或路由器**内部均**存储有一张 ARP 缓存表**。 ARP 缓存表中记录了 **==该设备各个接口所在网段中==的其他设备的 ==IP 地址== 与 ==MAC 地址==的映射关系**。 例如，假设主机有**两张网卡 1 和 2**，分别标识为**接口 `eth1` 和 `eth2`**，则 **ARP 表中将分别记录**： - 与网卡 `eth1` 直连的**其他设备的 IP 地址及 MAC 地址**； - 与网卡 `eth2` 直连的**其他设备的 IP 地址及 MAC 地址**。 > [!NOTE] ARP 缓存表在 "路由转发" 过程中的作用 > > 在路由转发过程中： > > - 路由器首先就 "**目的 IP 地址**" 查询 "**路由表**"，获得「**用以==转发==该数据包的接口**」 以及 「**==下一跳设备==的 IP 地址**」； > - 路由器进而就 "**下一跳设备 IP 地址**" 查询 "**ARP 表**"，获取「**下一跳设备的 ==MAC 地址==**」，从而封**装 MAC 头部，进行转发**。 > > [!info] Linux 或 Windows 下可通过 `arp -a` 命令查看 ARP 缓存 >  > [!example] Windows 下的 ARP 缓存表 > ![[_attachment/02-开发笔记/07-计算机网络/数据链路层/ARP 协议.assets/IMG-ARP 协议-3FEBCD33731D1135DD1F217CB67DEE64.png|442]] ### ARP 表项类型 ARP 表项包括两种： - **动态 ARP 表项** - **由 ==ARP 协议==自动生成和维护**，具有**时效限制**，**可被新的 ARP 报文更新**，**也可以被静态 ARP 表项覆盖**。 - **静态 ARP 表项**： - **==手工输入==的 ARP 条目**，**无时效限制**，**优先级高于动态表项**。 <br><br><br> # APR 过程分析示例 ## 场景一 结论：**==PC4 与 PC5 不能互相 Ping 通==**。 ![[05-工具/网络相关工具/思科 Cisco Packet Tracer/Cisco Packet Tracer 工具#组网模拟示例#情况二|Cisco Packet Tracer 工具]] ## 场景二 ![[05-工具/网络相关工具/思科 Cisco Packet Tracer/Cisco Packet Tracer 工具#组网模拟示例#场景二：错误配置、但可以互 ping]] # ♾️参考资料 # Footnotes [^1]: 《TCP/IP 详解-卷 1》