工作过程
ARP工作原理解析
主机A的IP地址为192.168.1.1,MAC地址为0A-11-22-33-44-01;
主机B的IP地址为192.168.1.2,MAC地址为0A-11-22-33-44-02;
当主机A要与主机B通信时,地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)
解析成主机B的MAC地址,以下为工作流程:
第1步:根据主机A上的
路由表内容,IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
第2步:如果主机A在ARP缓存中没有找到映射,它将询问192.168.1.2的硬件地址,从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配,它将
丢弃ARP请求。
第3步:主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配,则将主机A的IP地址和MAC地址
映射添加到本地ARP缓存中。
第4步:主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
第5步:当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时,会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有
生存期的,生存期结束后,将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定,主机A就能向主机B发送IP通信了。
工作要素:ARP缓存
查看ARP缓存
ARP缓存是个用来储存IP地址和MAC地址的
缓冲区,其本质就是一个IP地址-->MAC地址的对应表,表中每一个条目分别记录了网络上其他主机的IP地址和对应的MAC地址。每一个以太网或
令牌环网络适配器都有自己单独的表。当地址解析协议被询问一个已知IP地址
节点的MAC地址时,先在ARP缓存中查看,若存在,就直接返回与之对应的MAC地址,若不存在,才发送ARP请求向
局域网查询。
为使广播量最小,ARP维护IP地址到MAC地址映射的缓存以便将来使用。ARP缓存可以包含动态和静态项目。动态项目随时间推移自动添加和删除。每个动态ARP缓存项的潜在
生命周期是10分钟。新加到缓存中的项目带有
时间戳,如果某个项目添加后2分钟内没有再使用,则此项目过期并从ARP缓存中删除;如果某个项目已在使用,则又收到2分钟的生命周期;如果某个项目始终在使用,则会另外收到2分钟的生命周期,一直到10分钟的最长生命周期。静态项目一直保留在缓存中,直到重新启动计算机为止。
工作媒介:报文
ARP报文格式
硬件类型 |
协议类型 |
硬件地址长度 |
协议长度 |
操作类型 |
发送方硬件地址(0-3字节) |
发送方硬件地址(4-5字节) |
发送方IP地址(0-1字节) |
发送方IP地址(2-3字节) |
目标硬件地址(0-1字节) |
目标硬件地址(2-5字节) |
目标IP地址(0-3字节) |
硬件类型:指明了发送方想知道的硬件
接口类型,以太网的值为1;
协议类型:指明了发送方提供的高层协议类型,IP为0800(16进制);
硬件地址长度和协议长度:指明了硬件地址和高层协议地址的长度,这样ARP报文就可以在任意硬件和任意协议的网络中使用;
操作类型:用来表示这个报文的类型,ARP请求为1,ARP响应为2,RARP请求为3,RARP响应为4;
发送方硬件地址(0-3字节):源主机硬件地址的前3个字节;
发送方硬件地址(4-5字节):源主机硬件地址的后3个字节;
发送方IP地址(0-1字节):源主机硬件地址的前2个字节;
发送方IP地址(2-3字节):源主机硬件地址的后2个字节;
目标硬件地址(0-1字节):目的主机硬件地址的前2个字节;
目标硬件地址(2-5字节):目的主机硬件地址的后4个字节;
目标IP地址(0-3字节):目的主机的IP地址。