简介
ARP与RARP都属于网络层协议，但是他们是为了解决链路层的帧转发问题，ARP的功能是将IP解析成MAC地址，而RARP则相反。
ps 教材上把ARP协议划到网络层，是因为ARP协议属于TCP/IP协议簇。在TCP/IP模型中，它所有定义的协议是在网际层上的。再看按照OSI的标准，数据在传递时每层会加上自己的信息。当网络层的IP包进入链路层时，链路层通过ARP协议添加链路信息，而这不是网络层的功能。所以有很多人说ARP是链路层的。
可以这样做，在OSI模型中ARP协议属于链路层；而在TCP/IP模型中，ARP协议属于网络层。考试我们要按教材做，接网络层。
谈论ARP协议究竟属于第几层一点意义也没有.
一 ARP
地址解析协议（Address Resolution Protocol），其基本功能为透过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址。
- 首先，每个主机都有一个ARP列表，以缓存IP地址和MAC地址之间的对应关系。
- 当源主机要发送数据时，首先检查ARP列表中是否有对应的IP地址的目的地址的主机的MAC地址，如果有，则直接发送数据。如果没有，则以广播的形式向本子网所有主机发送ARP数据包，该数据包包括的内容有：源主机IP地址，源主机MAC地址，目的主机的IP地址。
- 当本网段的所有主机收到该ARP数据包时，首先检查数据包中的IP地址是否有自己的IP地址，如果没有，则忽略该数据包。如果有，则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中，如果已存在，则覆盖，然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中，告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。
- 源主机收到ARP响应包后，将目的主机的IP和MAC地址写入到ARP列表，并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP相应数据包，表示ARP查询失败。广播发送ARP请求，单播发送ARP响应。
使用ARP协议的四种典型情况
（1） 发送方是主机，要把 IP 数据发送到本地网络上的另一个主机。这时用ARP获取目的主机的MAC地址。
（2） 发送方是主机，要把 IP 数据发送到另一个网络上的一个主机，这时需要使用ARP获取路由器的MAC地址，将数据发送到路由器，由路由器完成在不同路由器之间跨越网络的数据传输此时处于（4）情形，当到达目标网络的路由器时，处于（3）的情形。
（3） 发送方是路由器，需要把 IP 数据发送到本地网络上的一个主机，这时用 ARP 找到目标主机的 IP地址。
（4） 发送方是路由器，需要把 IP 数据包转发到另一个网络的主机。这时用 ARP找到去往该主机的下一跳路由器，之后的工作由下一个路由器完成。
（路由器收到ARP时，选择传输哪一个端口，采用的是路由器的选路算法进行判断）
二 RARP
RARP是将MAC物理地址转换成IP地址。RARP也有request与reply,并且RARP request也是广播，没有目标地址；RARP reply也是有目标地址，也是单播。这两点与ARP都相同。看起来虽然仅仅是ARP协议的逆向操作，但是RARP server设计的复杂性是远远超过ARP server的。首先，ARP server是存在于kernel中，而RARP server仅仅是一个用户进程，RARP就有些"先天不足"。其次，RARP是寻找与物理地址对应的IP地址，这就表明了RARP request packet包中没有IP地址，自然也就无法通过路由器进行转发了。因为路由器是工作在网络层，网络层的协议是IP协议，ARP request能够通过路由器进行转发，是因为在ARP request packet中有IP地址的字段，而RARP request packet没有，所以路由器对RARP也就没有帮助了。
RARP还有一个机制，就是在每个网络中都有多个RARPserver。我猜想这可能是为了增大可靠性，是用的主从服务器的设计理念。源地址一般只接受第一个RARP reply。有多个服务器，自然也就可能出现冲突。所以RARP server是这样设计的:一般有一个主服务器是接收到request后立刻发送RARP reply，没有发送延迟；而其他的服务器即使接收到了request，也会在一个随机的发送延迟后才能发送reply,而且一般是在短时间内收到重复的第二个request才可以发送reply。因为如果这些次要的服务器都收到了第二次相同的request,那么这种情况一般是主服务器挂了。
RARP工作原理：
1）将源设备和目标设备的MAC地址字段都设为发送者的MAC地址和IP地址，发送主机发送一个本地的RARP广播，能够到达网络上的所有设备，在此广播包中，声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址；
2）本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址；
3）如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用；如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应；
4） 源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进行通讯；如果一直没有收到RARP服务器的响应信息，表示初始化失败。