一、IP地址与物理地址

二、ARP 与 RARP

三、ARP表

四、ARP 的工作过程

五、ARP 高速缓存的作用

六、地址映射项目的生存时间

七、ARP 的作用范围

八、为什么不直接使用物理地址进行通信？

九、ARP报文格式

一、IP地址与物理地址

不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用物理地址。

二、ARP 与 RARP

地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）

逆地址解析协议（Reverse Address Resolution Protocol，RARP）

三、ARP表

每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，称为 ARP 表，保存所在局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到物理地址的映射表。

当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 表中根据主机 B 的 IP 地址查找其对应的物理地址。如找到，就将此物理地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发送到此物理地址。

若没有找到主机 B 的 IP 地址的项目，主机 A 就启动 ARP，来找出主机 B 的物理地址。

四、ARP 的工作过程

主机A需要查找B的物理地址

当主机A收到主机B的ARP响应 分组后，就在其ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到物理地址的映射

五、ARP 高速缓存的作用

为了减少网络上的通信量，主机 A 在发送其 ARP 请求分组时，也会将自己的 IP 地址到物理地址的映射写入 ARP 请求分组。

当主机 B 收到 A 的 ARP 请求分组时，就将主机 A 的这一地址映射写入主机 B 自己的 ARP 高速缓存中。若以后主机 B 需要向 A 发送数据报时就能直接能从 ARP 高速缓存中查询到 A 的物理地址了。

六、地址映射项目的生存时间

ARP把保存在高速缓存中的每一个映射地址项目都设置生存时间（例如， 10 ~ 20分钟）。凡超过生存时间的项目就从高速缓存中删除掉。

设置这种地址映射项目的生存时间是为了保证高速缓存中信息的新鲜性。

例如：B 的网卡更换了，B在A 的ARP高速缓存中原来的记录将会失效，定期删除陈旧信息会启动ARP再次获得新的物理地址。

七、ARP 的作用范围

1、主机H1这时需要把路由器R1的IP地址IP3 解析为物理地址HA3

2、R1从转发表找出了下一跳路由器R2，同时使用ARP解析出R2的物理地址HA5

解释一下：为什么主机H1获取不到H2的物理地址，因为ARP协议工作在局域网中，而经过了路由器后就是广域网。

ARP用于解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和物理地址的映射问题

ARP 是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和物理地址的映射问题。（过了路由器就是广域网了）

如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的物理地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来完成。

注意的问题

从IP地址到硬件地址的解析是自动进行的，主机的用户对这种地址解析过程是不知道的。

只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知 IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该 IP 地址解析为链路层所需要的物理地址。

八、为什么不直接使用物理地址进行通信？

由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的物理地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的物理地址转换工作。

连接到因特网的主机都拥有统一的 IP 地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便，而调用 ARP 来寻找某个路由器或主机的硬件地址都是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见这种调用过程的。

九、ARP报文格式

ARP可使用在任何物理网络上，并支持任何高层协议（不仅仅是IP协议）。可支持不同长度的硬件地址和协议地址。

“发送方”是指发送请求分组或响应分组的一方，“目标” 是指接收请求分组或响应分组的一方。

ARP协议是被直接封装在数据链路层帧（例如以太网帧）中进行传输的，而不需要经过IP协议的封装。

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