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ARP数据报传送格式

一. ARP

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    ARP协议是运行在网络体系中数据链路层的协议，用于在局域网内，当知道要发送目的地主机的IP地址和端口号但是却不知道MAC地址的时候，就需要用到ARP也被称为地址解析协议；因为数据链路层传输的数据格式是帧，接收方接收的时候是先经过物理层和数据链路层才到达网络层的，因此，在数据传输的时候是需要知道主机的MAC地址也就是其硬件地址的来发送和接收数据的；如果接收到的数据包的MAC地址与本机不符，则直接丢弃；若相符，则在解析之后误差错就交付给上一层处理。

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二. ARP工作流程

  1. 当需要知道目的主机的MAC地址时，在发送数据帧之前需要先发送一个ARP请求数据报，而这个数据报是发送给局域网内所有主机的，也就是以广播的形式来告知局域网内的主机们要找的是IP地址为XXX的主机的MAC地址；

  2. 当主机们收到这个ARP数据报时，如果请求中的目的IP地址与自身的IP不相符，则直接丢弃不处理；当IP地址就是源主机要找的主机时，就对ARP请求进行处理，之后再给发送ARP请求的源主机一个ARP应答数据报，并将自身的MAC地址填充其中；

  3. 而最后源主机收到ARP应答数据报之后，再进行处理获得MAC地址，就可以直接将要发送的数据给发送过去了；

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三. ARP数据报格式

不管是发送ARP请求的数据报还是ARP应答数据报，其格式如下：

ARP数据报传送格式其中：

  • 以太网目的地址是目的主机的MAC地址，共6个字节，当ARP作为请求发送时并不知道，因此是全F；当ARP作为应答回应时，以太网目的地址是请求的源主机MAC地址；

  • 以太网源地址就是发送ARP主机的MAC地址，也是6个字节，作为请求是源主机MAC地址，作为应答是目的主机MAC地址；

  • 帧类型就是ARP，2个字节来存放；

  • 硬件类型是处理当前网络的链路层网络类型，当前为以太网就是1，占用2个字节；

  • 协议类型是指要转换的地址类型，当前要转换的是IP地址，仍然占用2个字节；

  • 硬件地址长度也就是MAC地址的长度，为6个字节，因此“6”这个数字就用一个字节就能存放了；

  • 协议地址长度是指当前的IP地址长度，也是用一个字节就能存放了，IPv4为4个字节，IPv6为16个字节；

  • op为1的话表示请求，2表示应答；

  • 发送端以太网地址就是发送ARP数据报的以太网网地址，也就是前面的以太网源地址，同样为6个字节的空间；

  • 发送端IP地址就是发送ARP数据报的主机IP地址，4个字节；

  • 目的以太网地址当为请求时是全F，应答时就为源主机MAC地址，6字节；

  • 目的IP地址当请求时为目的主机的IP地址，当为应答时就为源主机IP地址，4个字节；

前面三个部分14个字节是以太网的头部信息，而后面的28个字节就是ARP数据报的请求/应答的有效载荷信息；

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栗子时间：

下面举个具体的栗子来分析上面ARP数据报的信息；

ARP数据报传送格式

因为以太网中数据报中的有效信息最小字节数为46最大为1500，因此，ARP数据报中不够46位需要填充，而填充位内容没有定义，与具体实现相关；

上面的数据报为ARP请求数据报，也就是源主机请求目的主机的MAC地址，从上面可以看出，源主机的IP地址为 c0 a8 00 37 也就是192.168.0.55，而目的主机的IP地址是 c0 a8 00 02 也就是192.168.0.2；

下面为对上面ARP请求的一个应答ARP：

ARP数据报传送格式

在ARP请求数据报中，发送端IP为192.168.0.55，接收端也就是目的IP为192.168.0.2；

在ARP应答数据报中，发送端IP为192.168.0.2，接收端为192.168.0.55；

    从上面对ARP请求数据报和ARP应答数据报的分析中可以看出，两个主机都作为目的主机和源主机，当一个源主机要给目的主机发送数据但不知道其MAC地址时，就可以使用ARP请求数据报在局域网内请求目的主句的MAC地址，而当目的主机在收到ARP请求数据报发现其请求的IP地址和自身相符的时候，就会做出ARP应答并将自己的MAC地址填充其中，这样源主机接收ARP应答数据报之后提取目的主机的MAC地址就能够实现发送数据了。

《完》


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