ARP數據報傳送格式

一. ARP

    ARP協議是運行在網絡體系中數據鏈路層的協議，用于在局域網內，當知道要發送目的地主機的IP地址和端口號但是卻不知道MAC地址的時候，就需要用到ARP也被稱為地址解析協議；因為數據鏈路層傳輸的數據格式是幀，接收方接收的時候是先經過物理層和數據鏈路層才到達網絡層的，因此，在數據傳輸的時候是需要知道主機的MAC地址也就是其硬件地址的來發送和接收數據的；如果接收到的數據包的MAC地址與本機不符，則直接丟棄；若相符，則在解析之后誤差錯就交付給上一層處理。

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二. ARP工作流程

1. 當需要知道目的主機的MAC地址時，在發送數據幀之前需要先發送一個ARP請求數據報，而這個數據報是發送給局域網內所有主機的，也就是以廣播的形式來告知局域網內的主機們要找的是IP地址為XXX的主機的MAC地址；

2. 當主機們收到這個ARP數據報時，如果請求中的目的IP地址與自身的IP不相符，則直接丟棄不處理；當IP地址就是源主機要找的主機時，就對ARP請求進行處理，之后再給發送ARP請求的源主機一個ARP應答數據報，并將自身的MAC地址填充其中；

3. 而最后源主機收到ARP應答數據報之后，再進行處理獲得MAC地址，就可以直接將要發送的數據給發送過去了；

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三. ARP數據報格式

不管是發送ARP請求的數據報還是ARP應答數據報，其格式如下：

其中：

• 以太網目的地址是目的主機的MAC地址，共6個字節，當ARP作為請求發送時并不知道，因此是全F；當ARP作為應答回應時，以太網目的地址是請求的源主機MAC地址；

• 以太網源地址就是發送ARP主機的MAC地址，也是6個字節，作為請求是源主機MAC地址，作為應答是目的主機MAC地址；

• 幀類型就是ARP，2個字節來存放；

• 硬件類型是處理當前網絡的鏈路層網絡類型，當前為以太網就是1，占用2個字節；

• 協議類型是指要轉換的地址類型，當前要轉換的是IP地址，仍然占用2個字節；

• 硬件地址長度也就是MAC地址的長度，為6個字節，因此“6”這個數字就用一個字節就能存放了；

• 協議地址長度是指當前的IP地址長度，也是用一個字節就能存放了，IPv4為4個字節，IPv6為16個字節；

• op為1的話表示請求，2表示應答；

• 發送端以太網地址就是發送ARP數據報的以太網網地址，也就是前面的以太網源地址，同樣為6個字節的空間；

• 發送端IP地址就是發送ARP數據報的主機IP地址，4個字節；

• 目的以太網地址當為請求時是全F，應答時就為源主機MAC地址，6字節；

• 目的IP地址當請求時為目的主機的IP地址，當為應答時就為源主機IP地址，4個字節；

前面三個部分14個字節是以太網的頭部信息，而后面的28個字節就是ARP數據報的請求/應答的有效載荷信息；

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栗子時間：

下面舉個具體的栗子來分析上面ARP數據報的信息；

因為以太網中數據報中的有效信息最小字節數為46最大為1500，因此，ARP數據報中不夠46位需要填充，而填充位內容沒有定義，與具體實現相關；

上面的數據報為ARP請求數據報，也就是源主機請求目的主機的MAC地址，從上面可以看出，源主機的IP地址為 c0 a8 00 37 也就是192.168.0.55，而目的主機的IP地址是 c0 a8 00 02 也就是192.168.0.2；

下面為對上面ARP請求的一個應答ARP：

在ARP請求數據報中，發送端IP為192.168.0.55，接收端也就是目的IP為192.168.0.2；

在ARP應答數據報中，發送端IP為192.168.0.2，接收端為192.168.0.55；

    從上面對ARP請求數據報和ARP應答數據報的分析中可以看出，兩個主機都作為目的主機和源主機，當一個源主機要給目的主機發送數據但不知道其MAC地址時，就可以使用ARP請求數據報在局域網內請求目的主句的MAC地址，而當目的主機在收到ARP請求數據報發現其請求的IP地址和自身相符的時候，就會做出ARP應答并將自己的MAC地址填充其中，這樣源主機接收ARP應答數據報之后提取目的主機的MAC地址就能夠實現發送數據了。

《完》