地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)

1、 IP地址

要说ARP,首先我们要知道IP地址的概念,IP地址是分配给主机的逻辑地址(或称协议地址),同时每个主机还有一个在子网内部唯一的MAC地址,我们把这个地址叫做物理地址或硬件地址。从网络互连的角度看,协议地址在整个互连网络中有效,而物理地址只是在子网内部有效;从网络协议分层的角度看,协议地址由网络层使用,而物理地址由数据链路层使用。

2、为什么使用ARP

由于有两种地址,因而需要一种映像关系把这两种地址对应起来。在Internet中用地址分解协议(Address Resolution Protocol,ARP)来实现协议地址到物理地址的映像。 ARP分组的格式如下图所示。
ARP分组格式
3、目标结点的物理地址

通常应用程序把要发送的报文交给IP协议,IP当然知道接收方的协议地址(否则就不能通信了),但不一定知道接收方的物理地址。在把IP分组向下传送给本地数据链路实体之前可以用两种方法得到目标结点的物理地址:

  • 检查本地内存中的ARP地址映像表,其逻辑结构如下图所示。可以看出这是IP协议地址和以太网MAC地址的对照表。
  • 如果在ARP表中查不到,就广播一个ARP请求分组,这种分组经过路由器进一步转发,可以到达所有连网的主机,其含义是:“如果你的IP地址是这个分组中的目标结点协议地址,请回答你的物理地址是什么”。收到该分组的主机一方面可以用分组中的两个源地址更新自己的ARP地址映像表,一方面用自己的IP地址与目标结点协议地址字段比较,若相符则发回一个ARP响应分组,向发送方报告自己的硬件地址,若不相符则不予回答。
    在这里插入图片描述
    可见,由于ARP表的存在,加速了MAC地址的查找,同时限制了网络播的ARP请求的数量。

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