地址解析協議(ARP),地址解析協議(ARP)是什么意思

地址解析協議 (ARP)

“地址解析協議 (ARP)”是所需的 TCP/IP 標準，在RFC826“地址解析協議 (ARP)”中定義。ARP 把基于 TCP/IP 的軟件使用的 IP 地址解析成 LAN 硬件使用的媒體訪問控制地址。ARP 對同一物理網絡上的主機提供以下協議服務：

·通過網絡廣播請求獲得媒體訪問控制地址，詢問“配置成所附 IP 地址的設備的媒體訪問控制地址是什么？”。

·回應ARP請求時，ARP 回復的發送方和原始 ARP 請求方都將彼此的 IP 地址及媒體訪問控制地址記錄成被稱為 ARP 緩存的本地表中的項目，以便將來引用。

硬件尋址

在LAN上使用的硬件必須包含由廠商為設備編入的唯一地址。對于以太網和令牌環 LAN 硬件，這個地址稱作媒體訪問控制地址。

每個媒體訪問控制地址用編入每個物理硬件設備（例如，網絡適配器）只讀內存 (ROM) 的 6 字節數字標識物理網絡中的設備。媒體訪問控制地址通常用十六進制表示（如 00-AA-00-3F-89-4A）。

媒體訪問控制地址的授權和注冊是由電氣與電子工程師協會 (IEEE) 監督。當前，IEEE 為單個廠商注冊和分配媒體訪問控制地址的前三個字節（唯一數字）。然后每個制造商可以對單個網絡適配器分配媒體訪問控制地址的后三個字節。

ARP 如何為本地通訊解析媒體訪問控制地址

下圖顯示 ARP 如何將 IP 地址解析成同一本地網絡上的主機的硬件地址。

在此例中，兩個 TCP/IP 主機，主機 A 和主機 B，都位于同一個物理網絡上。主機 A 分配的 IP 地址是 10.0.0.99，主機 B 分配的 IP 地址是 10.0.0.100。

當主機 A 要與主機 B 通訊時，以下步驟可以將主機 B 軟件指定的地址 (10.0.0.100) 解析成主機 B 硬件指定的媒體訪問控制地址：

主機B的媒體訪問控制地址一旦確定，主機 A 就能向主機 B 發送 IP 通訊，為它找到主機的媒體訪問控制地址。

ARP 如何為遠程通訊解析媒體訪問控制地址

ARP 還用于為不在本地網絡上的目標而向本地路由器轉發 IP 數據報。在這種情況下，ARP 解析本地網絡上的路由器接口的媒體訪問控制地址。

下圖說明 ARP 如何為不同物理網絡上通過公用路由器相連的兩個主機將 IP 地址解析成硬件地址。

在此范例中，主機 A 分配的 IP 地址是 10.0.0.99，主機 B 使用的 IP 地址是 192.168.0.99。路由器接口 1 與主機 A 在同一物理網絡上，使用的 IP 地址是 10.0.0.1。路由器接口 2 與主機 B 在同一物理網絡上，使用的 IP 地址是 192.168.0.1。

當主機 A 要與主機 B 通訊時，以下步驟可以將路由器接口軟件指定的地址 (10.0.0.1) 解析成硬件指定的媒體訪問控制地址：

路由器接口 1 的媒體訪問控制地址一旦確定，主機 A 就能向路由器發送 IP 通訊，為它找到路由接口 1 的媒體訪問控制地址。然后，路由器通過與本部分中討論的相同 ARP 過程將通訊轉發到主機B。

ARP(Address Resolution Protocol)地址解析協議

在TCP/IP網絡上,ARP協議用來匹配IP(網際協議)地址和 MAC(媒體接入控制)地址。IP地址是一種高級網間地址,標識互聯網絡的子網上的特定計算機。某節點的IP地址的ARP請求被廣播到網絡上后，這個節點會收到確認其物理地址的應答，這樣的數據包才能被傳送出去。RARP(逆向ARP)經常在無盤工作站上使用，以獲得它的邏輯IP地址。

MAC地址是NIC(網絡接口卡)的硬接線地址。MAC地址只用于在連接到同一個網絡的計算機之間轉發幀。它們不能向用路由器互聯的其他網絡上的計算機發送幀。必須使用IP尋址在路由器邊界之間轉發幀(假設為TCP/IP網絡)。

在局域網中，網絡中實際傳輸的是“幀”，幀里面是有目標主機的MAC地址的。在以太網中，一個主機要和另一個主機進行直接通信，必須要知道目標主機的MAC地址。這個目標MAC地址就是通過地址解析協議獲得的。所謂“地址解析”就是主機在發送幀前將目標IP地址轉換成目標MAC地址的過程。ARP協議的基本功能就是通過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址，以保證通信的順利進行。

具有本地磁盤的系統引導時，一般是從磁盤上的配置文件中讀取IP地址。但是無盤機，如X終端或無盤工作站，則需要采用其他方法來獲得IP地址。RARP(逆地址解析協議)就是將MAC地址轉換為IP地址。此協議原先用于獲取以太網鏈接的無盤工作站的IP地址。

網絡上的每個系統都具有唯一的硬件地址，它是由網絡接口生產廠家配置的。無盤系統的RARP實現過程是從接口卡上讀取唯一的硬件地址，然后發送一份RARP請求（一幀在網絡上廣播的數據），請求某個主機響應該無盤系統的IP地址（在RARP回答中）。對應于ARP，RARP請求以廣播方式傳送，而RARP回答一般是單播(unicast)傳送的。

當TCP/IP網絡上的一個節點需要知道同一網絡或一個互聯網絡上的另一個節點的MAC地址時,一律使用ARP。基本上,ARP讓計算機詢問這樣一個問題“IP地址為w.x.y.z的計算機會給我發送其MAC地址嗎?”此ARP消息在本地網絡上廣播,所有的節點都能聽到,但只有具有問題中提到的IP地址的節點作出響應。地址轉換過程如圖A-10所示。

圖A-10 地址轉換過程

三個子網——A、B和C由路由器AB和BC連接。主機Al和A2在網絡A上,主機Cl在網絡C上。子網B是一個互聯LAN或WAN。假設主機Al想要向主機A2傳輸。它知道主機A2的IP地址,但必須有硬件地址才能在網絡上傳輸。為了獲得地址,它創建了一個ARP請求并在網絡上“廣播”該幀。網絡上所有的其他主機都收到廣播,但只有主機A2(即具有問題中提到地址的主機)準備一個包含其MAC地址的ARP響應并直接發送回主機Al。主機Al上的一個緩存保存此響應以備后用。

如果主機Al想要向主機Cl傳輸,必須涉及到路由器AB。ARP用于發現路由器AB的MAC地址,然后將向主機Cl傳輸的所有幀發送到路由器AB的MAC地址。然后路由器AB將數據分組轉發給路由器BC,我們假設它已經使用ARP確定主機Cl的MAC地址。它僅在Cl連接到的網絡上將數據分組以幀轉發到主機Cl。

為了使ARP有效,每個計算機都緩存IP地址至MAC地址的映射,以消除重復的ARP廣播請求。ARP高速緩存存放了最近Internet地址到硬件地址之間的映射記錄。高速緩存中每一項的生存時間一般為20分鐘，起始時間從被創建時開始算起。如果緩存的ARP項已有一段時間沒被使用的話,大多數操作系統將刪除它們,以先響應原則向ARP緩存中添加項。

添加永久的ARP項可能有助于減少經常訪問的主機的ARP廣播的數目。創建永久的ARP緩存項可以加速頻繁使用的IP資源(如本地服務器和默認網關)的操作。但是,如果這些項無效或者本地服務器上的網絡接口卡或默認網關改變,永久項保持不變,除非它們被服務器或默認網關上的ARP更新。可以用ping命令檢查無效的ARP映射,如果有無效的映射,它將顯示消息“請求超時”。