ARP协议原理学习

一、ARP的作用。

　　首先在window 的命令行中输入arp -a即可查看本机的arp缓存表。主机要发送数据包时，需要填充目的IP及其IP地址对应的MAC。当我们只有目的IP地址时，如何得到其对应的MAC地址？

　　此时ARP的作用就体现出来了。ARP就是通过IP来获取其对应的MAC地址。接下来阐述具体的过程。

二、同网段下ARP工作原理。

图 1

　　如图1所示，h1与h2是处于同一网段并通过交换机s1连接。在h1上执行ping 10.0.0.3时，具体流程如下：

　　1、h1在arp缓存表中h2 IP地址对应的mac，若未查询到进入第2步；

　　2、h1将目的mac改为全F（即广播），目的IP为h2，发送除自己以外的s1端口中，询问“谁是10.0.0.3”，进入第3步；

　　3、h3收到广播消息后，发现目的IP与自己不匹配，将其丢弃；而h2收到广播消息后，发现查找的是自己，就会发送一个单播帧给h1，

             单播帧中包含h2的mac地址。同时h2也会在自身的arp表中记录h1的mac；

　　4、h1收到h2的arp回应后，更新arp表，并发送数据给h2，实现h1与h2的ICMP可达；

三、不同网段下ARP工作原理

 图 2

　　如图2所示，主机h1与h2连接在路由器r2。h1与h2处于不同网段。在h1上执行ping 11.0.0.4，具体流程如下：

　　1、h1查询本机的arp缓存表，发现目的IP与自身不在同一网段，则通过需要通过默认网关来查询h2的mac;

　　2、h1需要先arp到网关10.0.0.1的mac地址，网关单播返回给h1，h1将数据包的目的mac改为f0的mac地址，目的IP为h2的IP 11.0.0.4

　　3、r2收到数据包之后，r2解包后，发现目的IP不是自己，然后查看路由表，将数据包转发到相应的接口f1；

　　4、此时不知道h2的mac地址，所以r2的f1接口中发送arp请求报文，源IP与源mac都是f1，目的IP为h2，目的mac全F，即广播查找h2的mac；

　　5、h2返回自身的mac给r2，r2更新路由表，而后r2将h1的包修改为源IP与源mac为h1，目的IP与母的mac为h2，从端口f1发送出去。

　　6、h2接收到数据包后，更新arp表，同样返回ICMP应答报文给h1，过程可跟1~5类似。

四、新接入网络的主机是否会自动学习其他主机mac，建立arp缓存表？

　　答案：不会，按照以上过程，只有双方有通信时，对方才会将其mac记录在arp缓存表中。