tcp/ip的四層結構分別是：網路介面層、網際層、傳輸層、應用層。本文分享關於網際層的兩個基本協議：arp，rarp。
1.為什麼需要位址解析協議？
通常a主機向b主機進行傳送資料，a主機一般是知道b主機的ip位址，光有乙個ip位址就可以傳送資料嗎？不是的，在網路介面層，位於區域網內部的主機都是通過mac位址進行通訊的，所以我們就應該能把給定的ip位址轉為mac位址，位址解析協議就是來解決這個問題的。
2.如何通過位址解析協議根據對方主機的ip位址獲取對方主機的mac位址？
其實位址解析協議arp就是為網路介面層進行服務的，因為網路介面層進行資料傳輸的時候才需要對方的mac位址。然而，我們必須在網路層完成位址解析協議，因為ip位址只對網路層以及以上的層是可見的，對網路層以下的層均是透明的。
arp資料報的格式：
有人說，乙太網首部的源位址、目的位址和arp位址應答中的源位址、目的位址是否有重複？答案是否。如果鏈路層不是乙太網，首部還是需要的。
a主機向b主機傳送資料，a主機的ip位址為ip1，硬體位址（mac位址）是m1，b主機的ip位址是ip2，硬體位址為m2（
未知）。通過b主機的ip位址得到b主機的硬體位址。
arp請求的資料報格式為：
目的主機收到arp請求之後，就會發出arp應答，應答的資料報情況是：
這個時候，兩台主機就可以進行通訊了。那麼問題又來了，下次a主機還要和b主機進行通訊（或者其他主機要給b主機進行傳送資料）的時候，還是需要進行arp協議獲取b主機的mac位址。所以，在網路層，就會存在乙個快取記憶體，用來儲存主機的ip位址到硬體位址的對映關係，所以，下次需要和b主機進行通訊的時候，只需要在arp快取記憶體中查詢b的硬體位址即可。但是，b的硬體位址也是一直都不變的嗎？如果有一次b的網路介面卡突然壞了，b馬上換了乙個，這時，b的硬體位址就改變了，所以arp快取中的資料就是無效資料，所以，arp快取中的資料也是需要不斷更新的。
可以通過arp -a命令來檢視當前的arp快取；也可以通過ifconfig命令檢視當前機子的ip位址和硬體位址。
注意：arp解決的是同乙個區域網內部ip位址和硬體位址的對映問題。如果源主機和目的主機不是在同乙個區域網內部，就無法進行位址的轉換（在arp請求的時候，只有區域網內部的所有主機才可以收到請求，所以此時的目的主機就無法收到arp請求），解決辦法：
路由器：是工作在網路層的裝置，具有交換機的功能。假設源主機和目的主機之間只需要乙個路由器r就可以。源主機傳送給目的主機的資料報通過路由器r來**，源主機需要將路由器的ip位址解析為硬體位址，然後把ip資料報發給路由器r，此時路由器r將目的主機的的ip位址解析為硬體位址，這樣也就實現了位址的轉換。
使用arp的幾種典型情況：
（1）傳送方是主機，接收方是同乙個區域網內部的其他乙個主機，此時傳送方的主機以廣播的形式在傳送方所屬的區域網內部發出arp請求，直接找到目的主機的硬體位址；
（2）傳送方是主機，接收方是不同網路中的其他主機，這時，傳送方主機通過路由器進行轉換；
（3）傳送方是路由器（r1），接收方是與該路由器r1直接相連的乙個網路中的主機，這時r1通過arp請求分組，找到接收方主機；
（4）傳送方是路由器r1，接受方是在不與r1直接相連的網路中，這時r1傳送請求，依次通過到達接收方主機的所有路由器，找到硬體位址。
反位址解析協議rarp：將mac位址轉換為ip位址，這個實現起來就沒有arp那麼複雜了，直接給已知硬體位址目的主機傳送資訊，直接可以獲取其ip位址。
如果我們將arp比喻為：問身份證號為******的同學的姓名（所有收到資訊的同學都看自己的身份證號是否和那個身份證號匹配，不匹配就不管了，匹配的同學說出自己的姓名）；那麼rarp就是，問某某同學的身份證號（直接交到某同學，同學說出自己的身份證號），所以，後者實現起來比較容易。
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