网络协议之 ARP 协议详解1

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是一种用于将IP地址解析为物理地址的通信协议。ARP协议主要用于局域网中的数据帧转发过程中，ARP协议将本地IP地址转换成与之对应的MAC地址，以实现有效的数据帧转发。

一般来说，当一个计算机需要与同一网络中的另一台计算机进行通信时，需要知道目标计算机的MAC地址，而只知道目标计算机的IP地址并不能直接通信。因此，发送方会先向本地网络中的所有主机广播一个 ARP 请求，请求所有主机告知其目标IP地址所对应的MAC地址。如果有一台计算机的IP地址与请求的目标IP地址相同，那么它就会回复一个 ARP 响应，其中包含目标IP地址对应的MAC地址。然后，发送方将此MAC地址发送给目标计算机，以便在局域网中交换数据。

ARP 协议工作原理：

1. 当一台计算机在本地网络中需要与另一台计算机进行通信时，它会首先在自己的 ARP 缓存中查找目标IP地址对应的 MAC 地址，如果在缓存中找到了该信息，则可以直接使用此MAC地址进行通信。

2. 如果在 ARP 缓存中没有找到该信息，则发送方会向本地网络中的所有主机发送 ARP 请求，目标地址为需要查找的 IP 地址。ARP 请求是一种广播数据包，通过广播可以传递到网络中的所有主机。

3. 如果有一台计算机收到了 ARP 请求，并且该计算机的 IP 地址与请求中的目标 IP 地址相同，那么就会向发送方回复一个 ARP 响应，包含自己的 MAC 地址。发送方收到 ARP 响应后，就可以将目标 IP 地址与对应的 MAC 地址存储到 ARP 缓存中，并使用该 MAC 地址进行通信。

4. 当某个 ARP 缓存信息过期时，ARP 协议会重新发送 ARP 请求，以更新该信息。

ARP 请求和 ARP 响应的数据格式如下：

ARP 请求：

| 目标 MAC 地址 | 源 MAC 地址 | 目标 IP 地址 | 源 IP 地址 | ARP 请求 |

ARP 响应：

| 目标 MAC 地址 | 源 MAC 地址 | 目标 IP 地址 | 源 IP 地址 | ARP 响应 |

总之，ARP 协议在局域网中扮演着非常重要的角色，它通过将 IP 地址转换为 MAC 地址，为计算机之间的通信提供了基础。