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地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)是通过解析IP地址得到数据链路层地址的,是一个在网络协议包中极其重要的网络传输协议,它与网卡有着极其密切的关系,在TCP/IP分层结构中,把ARP划分为网络层,为什么呢,因为在网络层看来,源主机与目标主机是通过IP地址进行识别的,而所有的数据传输又依赖网卡底层硬件,即链路层,那么就需要将这些IP地址转换为链路层可以识别的东西,在所有的链路中都有着自己的一套寻址机制,如在以太网中使用MAC地址进行寻址,标识不同的主机,那么就需要有一个协议将IP地址转换为MAC地址,由此就出现了ARP协议,ARP协议在网络层被应用,它是网络层与链路层连接的重要枢纽。
在以太网帧中,目标MAC地址可以分成三类,单播地址、多播地址和广播地址。
单播地址通常是与某个网卡的MAC地址对应,它要求以太网第一个字节的bit0(最先发出去的位)必须是0; 00-XX-XX-XX-XX-XX / 94-XX-XX-XX-XX-XX
而多播地址则要求第一个字节的bit0为1,这样子多播地址就不会与任何网卡的MAC地址相同,可以被多个网卡同时接收; 01-XX-XX-XX-XX-XX / 93-XX-XX-XX-XX-XX
广播地址的48位MAC地址全为1,也就是FF-FF-FF-FF-FF-FF, 同一局域网内的所有网卡都会收到广播的数据包。FF-FF-FF-FF-FF-FF
ARP协议的核心就是对缓存表的操作,发送数据包的时候,查找ARP缓存表以得到对应的MAC地址,必要时进行ARP缓存表的更新,此外ARP还需要不断处理其他主机的ARP请求,在ARP缓存表中的TTL即将过期的时候更新缓存表以保证缓存表中的表项有效。
ARP表也包含一个寿命(TTL)值,它指示了从表中删除每个映射的时间。从一个表项放置到某ARP表中开始,一个表项通常的过期时间是10分钟。
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