ARP-地址解析协议（Address Resolution Protocol）
一、ARP请求
在一个小型局域网内，某源终端不知道目的终端的MAC地址，则发送ARP请求报文，在改网段内广播，第一个报文如下：目标MAC为广播MAC地址，其后为正常的目的MAC地址
| 源终端IP | 目标终端IP |
|---|---|
| 源终端MAC | FFFF.FFFF.FFFF |
二、ARP应答
在接收到ARP请求报文后，会发送ARP应答报文，含有源终端所需要的MAC地址并且封装发送给源终端，报文如下：
| 目标终端IP | 源终端IP |
|---|---|
| 目标终端MAC | 源终端MAC |
三、正常通信
当源终端接收到ARP应答报文后，即可进行正常通信。
四、ARP表
- ARP高效运行的关键
每一个主机都有一个ARP高速缓存，即ARP表；
ARP表记录了最近的映射记录。 - ARP表的关键
-
UNIX实现中完整表项的生存时间为20分钟，不完整表项的生存时间为3分钟
所谓的不完整表项就是在以太网上对一个不存在的主机发出ARP请求时，在本地保留的一个只有IP地址没有MAC地址的表项。 -
Windows实现中没有被使用的ARP表项老化时间2分钟，正在使用的ARP表项老化时间10分钟。
在表项正在使用时，超时值就应该启动，但是大多数的从伯克利系统演变而来的系统没有这样做—它们每次都是在访问表项进重设超时值。 -
路由器ARP老化时间可以设置，时间范围一般是1-1440分钟之间，缺省为20分钟
注：没有UNIX中的完整表项和不完整表项的概念，也不存在Windows中区分ARP表项是否被上层协议所正在使用，只是固定一个老化时间，时间到了，表项就老化，正在使用的表项也一样被老化。
五、ARP帧的格式
| 以太网目的地址 | 以太网源地址 | 帧类型 | 硬件地址类型 | 协议类型 | 硬件地址长度 | 协议地址长度 | OP | 发送端以太网地址 | 发送到IP地址 | 目的以太网地址 | 目的IP地址 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 6 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 6 | 4 | 6 | 4 |
- 前14字节以太网首部
- 指定后四个字段的类型和长度
- 最后28字节ARP请求/应答
具体解释：
- 硬件地址类型：本地网络的硬件类型，例如10Mb的Ethernet是以0001为代码；
- 协议类型：表示ARP提供解析的协议类型，常为IP协议，IP是以0080为代码；
- 硬件地址长度：表示该类型的硬件地址长度，例如Ethernet和Token Ring为06，而Frame Relay为02；
- 协议地址长度：通常表示IP地址的长度，IPv4为04；
- …
六、ARP代理
当主机A想要访问主机D，但是主机A不知道网关地址，这时候该如何完成？
主机A将网关设置成自己的IP地址，在访问非本网段目的地址时，也会发生ARP请求（当PC不知道网关地址或者网关地址经常发生变化时，常常将网关设置为自己的IP地址）
如果ARP请求是从一个网络的主机发往另一个网络上的主机，那么连接这两个网络的路由器就可以回答该请求，这个过程成为ARP代理（ARP Proxy）
ARP代理—检查自己是否具有请求的目的地址的路由，如果有，则回应ARP请求（此时填充的是路由器的接口MAC地址）
七、无故ARP（免费ARP）
- 为什么要免费ARP？
- 什么是免费ARP？
- 当一个主机配置的IP地址与你一样，怎么办？
- 我如果改变了自己的IP地址，别人是怎么知道的呢？
其实很简单，当某设备更改自己的IP地址时，会向网络中广播一个ARP报文来告诉别人更改了IP地址，要求对ARP表进行更新，并且查看ARP表是否具有相同的IP地址。