《TCP/IP详解》笔记——ARP/RARP

本系列是针对《TCP/IP详解》的笔记总结，包含各章节的主要内容。有助于帮助你快速了解并掌握TCP/IP协议的相关内容。

1、概述

IP地址是指在软件中使用的抽象地址。不论是局域网还是广域网，发送和接收信息时，都依靠的是硬件地址。所以协议软件发送信息包之前，必须把IP地址翻译成对应的物理地址，这个过程称为地址解析（address resolution ARP）。
RARP是在无盘等系统中，无法直接获取到IP，但是网络接口是生产厂家唯一指定的,通过这个接口就可以获取到唯一的硬件地址(MAC)，然后在网络中发生RARP请求，获取到响应的主机IP地址，该过程实现复杂度较高。
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1.1 ARP作用

在到达最后目的网络之前，要把IP目的地址翻译成下一跳路由器的物理地址；
信息传输的最后一步，要反IP目的地址翻译成目的计算机的物理地址。

1.2 RARP作用

一般是从本地磁盘中获取IP地址，但是比如局域网中有一台主机只知道物理地址（无盘机）而不知道IP地址，那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责回答。RARP协议广泛用于获取无盘工作站的IP地址。

2、ARP字段解析

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以太网目的地址:接收方(目的)MAC 6Bytes，广播时为 ff-ff-ff-ff-ff-ff；
以太网源地址:发送方(源)MAC 6Bytes；
帧类型:2Bytes，0x0806是ARP帧的类型值 0x8035是RARP帧的类型值；
硬件类型:2Bytes， 0x1 以太网类型值；
协议类型:2Bytes， 0x0800 上层协议为IP协议；
MAC地址(硬件)长度1Bytes， 0x06 以太网MAC地址长度为 6；
IP地址(IP)长度1Bytes， 0x4 IP地址长度为 4；
操作码:2Bytes，0x01表示ARP请求包,0x2表示ARP应答包 0x3表示RARP请求包,0x4表示RARP应答包；
发送方MAC :6Bytes；
发送方IP:4Bytes；
接收方MAC:6Bytes ，不知道写0；
接收方IP :4Bytes；
填充数据 :6Bytes 因为物理帧最小长度为64字节,前面的42字节再加上4个CRC校验字节,还差18个字节。

3、RARP字段解析

RARP与ARP类似，主要区别是：

帧类型： 0x0806是ARP帧的类型值 0x8035是RARP帧的类型值；
操作码：0x1表示ARP请求包,0x2表示ARP应答包 0x3表示RARP请求包,0x4表示RARP应答包。

4、ARP运行实例

4.1 主机A和B地址说明

本机IP(主机A)：192.168.0.1 (c0 a8 00 01)
本机MAC(主机A)：00-50-56-c0-00-01
目标IP(主机B)：192.168.0.2 (c0 a8 00 02)
目标MAC(主机B)：00-0c-29-0b-42-7e

4.2 主机A发送数据

Ping 目标主机192.168.0.2时，本机发送的ARP数据包为：
00000000 : ff ff ff ff ff ff 00 50 56 c0 00 01 08 06 00 01
00000010 : 08 00 06 04 00 01 00 50 56 c0 00 01 c0 a8 00 01
00000020 : 00 00 00 00 00 00 c0 a8 00 02

各数据字段解释

以太网数据包发送目的地：ff ff ff ff ff ff（全网）；
以太网数据包发送源：00 50 56 c0 00 01（本机）；
以太网数据包数据包内容类型：08 06（ARP数据包）；
ARP数据包类型：00 01（Request）；
数据内容：告诉IP为c0 a8 00 02的目标主机，本机的IP为c0 a8 00 01，MAC为 00 50 56 c0 00 01，请更新，并将你的MAC发送给我。

目标主机回应本机的ARP数据包为
00000000 : 00 50 56 c0 00 01 00 0c 29 0b 42 7e 08 06 00 01
00000010 : 08 00 06 04 00 02 00 0c 29 0b 42 7e c0 a8 00 02
00000020 : 00 50 56 c0 00 01 c0 a8 00 01

4.3 主机B返回数据

各数据字段解释

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以太网数据包发送目的地：00 50 56 c0 00 01；
以太网数据包发送源： 00 0c 29 0b 42 7e；
以太网数据包数据包内容类型：08 06（ARP数据包）；
ARP数据包类型：00 02（Reply）；
数据内容：告诉MAC为 00 50 56 c0 00 01 的主机，你的IP和MAC我已经收到，我的MAC和IP为00 0c 29 0b 42 7e 和c0 a8 00 02，请保存更新。