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  在以太网协议中规定,同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信,必须要知道目标主机的MAC地址。而在TCP/IP协议中,网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时,数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中,只包含目的主机的IP地址。于是需要一种方法,根据目的主机的IP地址,获得其MAC地址。这就是ARP协议要做的事情。所谓地址解析(address resolution)就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。  另外,当发送主机和目的主机不在同一个局域网中时,即便知道对方的MAC地址,两者也不能直接通信,必须经过路由转发才可以。所以此时,发送主机通过ARP协议获得的将不是目的主机的真实MAC地址,而是一台可以通往局域网外的路由器的MAC地址。于是此后发送主机发往目的主机的所有帧,都将发往该路由器,通过它向外发送。这种情况称为委托ARP或ARP代理(ARP Proxy)。  在点对点链路中不使用ARP,实际上在点对点网络中也不使用MAC地址,因为在此类网络中分别已经获取了对端的IP地址。

  地址解析协议的消息格式很简单,仅包含单一的地址解析请求或响应。ARP 消息的长度取决于上下两层地址的大小,上层地址由所使用的网络协议类型(通常是 IPv4)决定,下层地址则由上层协议所使用的硬件或虚拟链路层的类型决定。消息的报头中包含了这些类型以及对应的地址长度信息,此外还包含了表示请求(1)和应答(2)的操作码。数据包的有效负载为收发双方的硬件地址、协议地址,总计四个地址。  为了把IP地址映射到48位以太网地址用于传输,需要一个体现地址转换协议的包格式。

  在每台安装有TCP/IP协议的电脑或路由器里都有一个ARP缓存表,表里的IP地址与MAC地址是一对应的,如下表所示。  以主机A(192.168.38.10)向主机B(192.168.38.11)发送数据为例。1.当发送数据时,主机A会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标IP地址。如果找到就知道目标MAC地址为(00-BB-00-62-C2-02),直接把目标MAC地址写入帧里面发送就可。2.如果在ARP缓存表中没有找到相对应的IP地址,主机A就会在网络上发送一个广播(ARP request),目标MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”,这表示向同一网段内的所有主机发出这样的询问:“192.168.38.11的MAC地址是什么?”  3.网络上其他主机并不响应ARP询问,只有主机B接收到这个帧时,才向主机A做出这样的回应(ARP response):“192.168.38.11的MAC地址是00-BB-00-62-C2-02”,此回应以单播方式。这样,主机A就知道主机B的MAC地址,它就可以向主机B发送信息。同时它还更新自己的ARP高速缓存(ARP cache),下次再向主机B发送信息时,直接从ARP缓存表里查找就可。  ARP缓存表采用老化机制,在一段时间内如果表中的某一行没有使用,就会被删除,这样可减少缓存表的长度,加快查询速度。  免费ARP(gratuitous ARP),他是指主机发送ARP查询(广播)自己的IP地址,当ARP功能被开启或者是端口初始配置完成,主机向网络发送免费ARP来查询自己的IP地址确认地址唯一可用。  作用:  Windows:开始 → 运行 → cmd → arp -a(参数a表示显示所有内容)  Linux:终端 → arp -nv  MacOS:终端 → arp -nla
地址解析协议(英语:Address Resolution Protocol,缩写:英语:ARP)是一个通过解析网络层地址来找寻数据链路层地址的网络传输协议,它在IPv4中极其重要。ARP最初在1982年的(征求意见稿)中提出并纳入互联网标准 STD 37. ARP 也可能指是在多数操作系统中管理其相关地址的一个进程。