一、ARP
ARP：地址解析协议，根据IP地址获取物理地址
在硬件层次上进行数据交换，必须知道目的端的硬件地址才能发送数据，ARP就是根据IP地址请求目的物理地址。
在多路访问的网络ARP是非常重要的，但在点对点链路中可以不使用ARP。
在多路访问的网络最经典的有以太网、多点帧中继、DMVPN的MGRE。在这种多路访问的网络里面，知道对方的逻辑IP地址是无法直接发送数据包的，需要一个协议来映射这个逻辑IP地址到硬件地址。比如：
在以太网里面，有ARP映射IP地址到MAC；
在多点帧中继网络里面，有反向ARP映射逻辑IP地址到DLCI；
在DMVPN里面的MGRE网络，有NHRP来映射逻辑的隧道口的IP地址到全局可路由的IP地址
点对点的链路不使用ARP
目的地址FFFFFFFFFFFFFFFFFF，广播
ARP的请求时是广播
ARP的应答时是单播，直接送到请求端主机的
二、ARP帧的格式
以太网目的地址：目的MAC地址
以太网源地址：源MAC地址
帧类型：值为0x0806 ARP
硬件类型：指硬件地址的类型，值为1表示以太网地址
协议类型：指要映射的协议地址类型，值为0x0800表示IP地址
硬件地址长度：MAC地址的长度，值为6，以字节为单位，MAC地址48位
协议地址长度：IP地址的长度，值为4，以字节为单位，IP地址32位
Op：操作类型，1为ARP请求、2为ARP应答、3为RARP请求、4为RARP应答
发送端以太网地址：发送者的MAC地址
发送端IP地址：发送者的IP，已得知
目的以太网地址：接收者的以太网的MAC地址，请求时此处是未知的，全写0
目的IP地址：接收者的IP地址
ARP的请求是二层广播，回应是单播
如果一个no ip routing 的设备没有路由能力也不配置网关，访问任何地址都会直接做ARP请求，有路由能力的设备，只会对直连网络做ARP请求，非直连网络不会解析，会走路由。
如果两个直连设备都是no ip routing 的设备，IP地址随便配，互相都可以ping通，比如：R1：1.2.3.4 R2：6.7.8.9 可以ping通，原因就是因为：no ip routing的设备会直接做ARP请求。
三、代理ARP
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，那么链接这两个网络的路由器可以回答该请求，这个过程就叫做ARP代理。
对于没有配置缺少网关的计算机要和其它网络中的计算机实现通信，代理ARP的主机会将自己的MAC地址和目标的IP地址对源计算机进行应答。
代理ARP只响应那些在自己路由表里能找到的网段，解决不是在同一广播域间主机的通信。
当把内部服务器发布在公网上时，做一对一NAT映射（IP，非端口），映射的还不是外网口的接口的IP地址（NAT地址池）时，必须在外网接口上开启代理ARP。否则，外部客户无法解析到内网服务器的MAC地址，客户发送的请求就会超时。
尽量不要使用代理ARP，有时候会造成网络不通，例如：TCP/IP路由卷一里面Jeff写的实验
四、免费ARP
免费ARP指主机发送ARP查找自己的IP地址。告诉整个广播域，目前这个IP对应的MAC地址是什么。看看广播域内有没有别的主机使用自己的IP，如果有，则提示IP冲突。
自己ARP询问自己“我的IP对应的MAC地址是多少”，不需要任何人回应，不回应就OK，
看有没有重复的IP，有人回应说明冲突。
如果主机收到某个IP地址的ARP请求，而且它已经在接收者的高速缓存中，那么就要用ARP请求中的发送端硬件地址对高速缓存中相应的内容进行更新。
攻击：非法主机通过发送ARP回应报文，将网关的MAC地址发送给其它PC，刷新被攻击的主机的MAC，现实MAC地址欺骗。没有缓存也会学习。
非法主机通过发送免费ARP，将网关的MAC地址发送给其它PC，刷新被攻击的主机的MAC，实现MAC地址欺骗。但是免费ARP攻击，有种情况，被攻击的主机不会中招，那就是被攻击主机以前就没有网关的MAC地址缓存，所以不会刷新也不会学习。
使用冷备时，需要使用到免费ARP。当一台设备A挂掉，手动开启另一台设备B，两台设备IP地址相同，MAC地址不同。由于下联PC端的缓存还在，IP地址映射的还是设备A，此时无法通信，当设备B向PC发送免费ARP时，PC会刷新ARP缓存，指向B，此时就可以通信了。如果没有免费ARP来刷新设备B的ARP缓存，就需要等PC相应的ARP缓存条目过期，然后PC端会重新向网络中发送ARP请求报文获取设备B的MAC地址，这个时间会很长。
使用热备时，HSRP，两台路由器，一台ip地址是.1，MAC地址是A、一台IP地址是.2，MAC地址是B。工作时，首先它们先虚拟出一个ip地址是100和一个MAC地址是C。下面的PC会指.100为网关MAC映射为C，两个路由器谁是主用谁就会使用虚拟出来的IP地址和MAC地址，如果主用坏了备用会快速切换过来，也没有必要去发送免费ARP来刷新缓存了