2024年3月22日发(作者：)
ARP
一．简介
ARP，即地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。在TCP/IP网络环境下，每
个主机都分配了一个32位的IP地址，这种互联网地址是在网际范围标识主机的一种逻辑地
址。为了让报文在物理网路上传送，必须知道对方目的主机的物理地址。这样就存在把IP
地址变换成物理地址的地址转换问题。以以太网环境为例，为了正确地向目的主机传送报文，
必须把目的主机的32位IP地址转换成为48位以太网的地址。这就需要在互连层有一组服
务将IP地址转换为相应物理地址，这组协议就是ARP协议。另有电子防翻滚系统也称为ARP。
二．基本功能
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协议栈中，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，即便知道目的
主机的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某个端口的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ARP代理（ARP Proxy）。
三．工作原理
当一个基于TCP/IP的应用程序需要从一台主机发送数据给另一台主机时，它把信息分
割并封装成包，附上目的主机的IP地址。然后，寻找IP地址到实际MAC地址的映射，这需
要发送ARP广播消息。当ARP找到了目的主机MAC地址后，就可以形成待发送帧的完整以太
网帧头。最后，协议栈将IP包封装到以太网帧中进行传送。
如图1所示，描述了ARP广播过程。
图1 ARP广播
在图1中，当主机A要和主机B通信（如主机A Ping主机B）时。主机A会先检查其ARP
缓存内是否有主机B的MAC地址。如果没有，主机A会发送一个ARP请求广播包，此包内
包含着其欲与之通信的主机的IP地址，也就是主机B的IP地址。当主机B收到此广播后，
会将自己的MAC地址利用ARP响应包传给主机A，并更新自己的ARP缓存，也就是同时将
主机A的IP地址/MAC地址对保存起来，以供后面使用。主机A在得到主机B的MAC地址
后，就可以与主机B通信了。同时，主机A也将主机B的IP地址/MAC地址对保存在自己的
ARP缓存内。
ARP
在每台安装有TCP/IP协议的电脑里都有一个ARP缓存表，表里的IP地址
与MAC地址是一一对应的。
ARP工作原理
以主机A（192.168.1.5）向主机B（192.168.1.1）发送数据为例。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
到了，也就知道了目标MAC地址，直接把目标MAC地址写入帧里面发送就
可以了；如果在ARP缓存表中没有找到目标IP地址，主机A就会在网络上
发送一个广播，A主机MAC地址是“主机A的MAC地址”，这表示向同一网
段内的所有主机发出这样的询问：“我是192.168.1.5，我的硬件地址是"
主机A的MAC地址".请问IP地址为192.168.1.1的MAC地址是什么？”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：“192.168.1.1的MAC地址是00-aa-00-62-c6-09”。这
样，主机A就知道了主机B的MAC地址，它就可以向主机B发送信息了。
同时A和B还同时都更新了自己的ARP缓存表（因为A在询问的时候把自
己的IP和MAC地址一起告诉了B），下次A再向主机B或者B向A发送信
息时，直接从各自的ARP缓存表里查找就可以了。ARP缓存表采用了老化机
制（即设置了生存时间TTL），在一段时间内（一般15到20分钟）如果表
中的某一行没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，
加快查询速度。
ARP攻击就是通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗，能够在网络
中产生大量的ARP通信量使网络阻塞，攻击者只要持续不断的发出伪造的
ARP响应包就能更改目标主机ARP缓存中的IP-MAC条目，造成网络中断或
中间人攻击。
ARP攻击主要是存在于局域网网络中，局域网中若有一个人感染ARP木
马，则感染该ARP木马的系统将会试图通过“ARP欺骗”手段截获所在网络
内其它计算机的通信信息，并因此造成网内其它计算机的通信故障。
RARP的工作原理：
1． 发送主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的
MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址；
2． 本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查
找该MAC地址对应的IP地址；
3． 如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP
地址提供给对方主机使用；
4． 如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应；
5． 源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进
行通讯；如果一直没有收到RARP服务器的响应信息，表示初始化失败。
6．如果在第1-3中被ARP病毒攻击，则服务器做出的反映就会被占用，
源主机同样得不到RARP服务器的响应信息，此时并不是服务器没有响应而
是服务器返回的源主机的IP被占用。
ARP报文格式
ARP报文被封装在以太网帧头部中传输，如图2所示，是ARP请求协议报文头部格式。
图2 ARP请求协议报文头部格式
图2中黄色的部分是以太网（这里是Ethernet II类型）的帧头部。其中，第一个字段是广
播类型的MAC地址：0XFF-FF-FF-FF-FF-FF，其目标是网络上的所有主机。第二个字段是源
MAC地址，即请求地址解析的主机MAC地址。第三个字段是协议类型，这里用0X0806代表
封装的上层协议是ARP协议。 接下来是ARP协议报文部分。其中各个字段的含义如
下：
硬件类型：表明ARP实现在何种类型的网络上。
协议类型：代表解析协议（上层协议）。这里，一般是0800，即IP。
硬件地址长度：MAC地址长度，此处为6个字节。
协议地址长度：IP地址长度，此处为4个字节。
操作类型：代表ARP数据包类型。0表示ARP请求数据包，1表示ARP应答数据包。
源MAC地址：发送端MAC地址。
源IP地址：代表发送端协议地址（IP地址）。
目标MAC地址：目的端MAC地址（待填充）。
目标IP地址：代表目的端协议地址（IP地址）。
ARP应答协议报文和ARP请求协议报文类似。不同的是，此时，以太网帧头部的目标MAC
地址为发送ARP地址解析请求的主机的MAC地址，而源MAC地址为被解析的主机的MAC
地址。同时，操作类型字段为1，表示ARP应答数据包，目标MAC地址字段被填充以目标
MAC地址。
四.地址解析报文封装
ARP/RARP报文是作为普通数据直接封装在物理帧(以太网帧)中进行传输的，
ARP/RARP报文封装在以太网物理帧中的格式如下。
以太网帧的封装格式
0x0806：表示ARP类型，0X8035表示RARP类型。ARP/RARP作为普通数
据放在数据区，由于它（ARP/RARP报文）只有28字节，后面必须增加18个
字节的填充PAD,以达到以太网帧的最小长度要求（46字节）。
四．RARP 反向地址解析协议
反向地址解析协议用于一种特殊情况，如果站点被初始化后，只有自
己的物理网络地址而没有IP地址，则它可以通过RARP协议，并发出广播
请求，征求自己的IP地址，而RARP服务器则负责回答。这样无IP的站点
可以通过RARP协议取得自己的IP地址，这个地址在下一次系统重新开始
以前都有效，不用连续广播请求。RARP广泛用于获取无盘工作站的IP地址。
五．ARP缓存表查看方法
ARP缓存表是可以查看的，也可以添加和修改。在命令提示符下，输入
“arp -a”就可以查看ARP缓存表中的内容了，如附图所示。
arp -a
用“arp -d”命令可以删除ARP表中所有的内容；
用“arp -d +空格+ <指定ip地址>” 可以删除指定ip所在行的内容
用“arp -s”可以手动在ARP表中指定IP地址与MAC地址的对应，类
型为static(静态)，静态ARP缓存除非手动清除，否则不会丢失。无论是
静态还是动态ARP缓存，重启启动计算机后都会丢失。
六．ARP欺骗
其实，此起彼伏的瞬间掉线或大面积的断网大都是ARP欺骗在作怪。
ARP欺骗攻击已经成了破坏网吧经营的罪魁祸首，是网吧老板和网管员的心
腹大患。从影响网络连接通畅的方式来看，ARP欺骗分为二种，一种是对路
由器ARP表的欺骗；另一种是对内网PC的网关欺骗。第一种ARP欺骗的原
理是——截获网关数据。它通知路由器一系列错误的内网MAC地址，并按
照一定的频率不断进行，使真实的地址信息无法通过更新保存在路由器中，
结果路由器的所有数据只能发送给错误的MAC地址，造成正常PC无法收到
信息。第二种ARP欺骗的原理是——伪造网关。它的原理是建立假网关，
让被它欺骗的PC向假网关发数据，而不是通过正常的路由器途径上网。在
PC看来，就是上不了网了，“网络掉线了”。一般来说，ARP欺骗攻击的
后果非常严重，大多数情况下会造成大面积掉线。有些网管员对此不甚了
解，出现故障时，认为PC没有问题，交换机没掉线的“本事”，电信也不
承认宽带故障。而且如果第一种ARP欺骗发生时，只要重启路由器，网络
就能全面恢复，那问题一定是在路由器了。为此，宽带路由器背了不少“黑
锅”。作为网吧路由器的厂家，对防范ARP欺骗不得已做了不少份内、份
外的工作。一、在宽带路由器中把所有PC的IP-MAC输入到一个静态表中，
这叫路由器IP-MAC绑定。二、力劝网管员在内网所有PC上设置网关的静
态ARP信息，这叫PC机IP-MAC绑定。一般厂家要求两个工作都要做，称
其为IP-MAC双向绑定。显示和修改“地址解析协议”(ARP) 所使用的到以
太网的 IP 或令牌环物理地址翻译表。该命令只有在安装了 TCP/IP 协议
之后才可用。
arp -a [inet_addr] [-N [if_addr]
arp
arp -d inet_addr [if_addr]
arp -s inet_addr ether_addr [if_addr]
参数
-a
通过询问 TCP/IP 显示当前 ARP 项。如果指定了 inet_addr，则只显
示指定计算机的 IP 和物理地址。
-g
与 -a 相同。
inet_addr
以加点的十进制标记指定 IP 地址。
-N
显示由 if_addr 指定的网络界面 ARP 项。
if_addr
指定需要修改其地址转换表接口的 IP 地址（如果有的话）。如果不
存在，将使用第一个可适用的接口。
-d
删除由 inet_addr 指定的项。
-s
在 ARP 缓存中添加项，将 IP 地址 inet_addr 和物理地址
ether_addr 关联。物理地址由以连字符分隔的6 个十六进制字节给定。使
用带点的十进制标记指定 IP 地址。项是永久性的，即在超时到期后项自
动从缓存删除。
ether_addr
指定物理地址。
七．遭受ARP攻击后现象
ARP欺骗木马的中毒现象表现为：使用局域网时会突然掉线，过一段时
间后又会恢复正常。比如客户端状态频频变红，用户频繁断网，IE浏览器
频繁出错，以及一些常用软件出现故障等。如果局域网中是通过身份认证
上网的，会突然出现可认证，但不能上网的现象（无法ping通网关），重
启机器或在MS-DOS窗口下运行命令arp -d后，又可恢复上网。
ARP欺骗木马只需成功感染一台电脑，就可能导致整个局域网都无法上
网，严重的甚至可能带来整个网络的瘫痪。该木马发作时除了会导致同一
局域网内的其他用户上网出现时断时续的现象外，还会窃取用户密码。如
盗取QQ密码、盗取各种网络游戏密码和账号去做金钱交易，盗窃网上银行
账号来做非法交易活动等，这是木马的惯用伎俩，给用户造成了很大的不
便和巨大的经济损失。
八．常用的维护方法
搜索网上，目前对于ARP攻击防护问题出现最多是绑定IP和MAC和使
用ARP防护软件，也出现了具有ARP防护功能的路由器。下面来了解以下
三种方法：静态绑定、Antiarp和具有ARP防护功能的路由器。
静态绑定
最常用的方法就是做IP和MAC静态绑定，在网内把主机和网关都做IP
和MAC绑定。
欺骗是通过ARP的动态实时的规则欺骗内网机器，所以我们把ARP全
部设置为静态可以解决对内网PC的欺骗，同时在网关也要进行IP和MAC
的静态绑定，这样双向绑定才比较保险。
方法：
对每台主机进行IP和MAC地址静态绑定。
通过命令，arp -s可以实现 “arp –s IP MAC地址 ”。
例如：“arp –s 192.168.10.1 AA-AA-AA-AA-AA-AA”。
如果设置成功会在PC上面通过执行 arp -a 可以看到相关的提示：
Internet Address Physical Address Type
192．168.10.1 AA-AA-AA-AA-AA-AA static(静态)
一般不绑定,在动态的情况下：
Internet Address Physical Address Type
192．168.10.1 AA-AA-AA-AA-AA-AA dynamic(动态)
说明：对于网络中有很多主机，500台，1000台...，如果我们这样每
一台都去做静态绑定，工作量是非常大的。，这种静态绑定，在电脑每次
重起后，都必须重新在绑定，虽然也可以做一个批处理文件，但是还是比
较麻烦的！
3．2 使用ARP防护软件
目前关于ARP类的防护软件出的比较多了，大家使用比较常用的ARP
工具主要是欣向ARP工具，Antiarp等。它们除了本身来检测出ARP攻击外，
防护的工作原理是一定频率向网络广播正确的ARP信息。我们还是来简单
说下这两个小工具。
3．2.1 欣向ARP工具
俺使用了该工具，它有5个功能：
A. IP/MAC清单
选择网卡。如果是单网卡不需要设置。如果是多网卡需要设置连接内
网的那块网卡。
IP/MAC扫描。这里会扫描目前网络中所有的机器的IP与MAC地址。请
在内网运行正常时扫描，因为这个表格将作为对之后ARP的参照。
之后的功能都需要这个表格的支持，如果出现提示无法获取IP或MAC
时，就说明这里的表格里面没有相应的数据。
B. ARP欺骗检测
这个功能会一直检测内网是否有PC冒充表格内的IP。你可以把主要的
IP设到检测表格里面，例如，路由器，电影服务器，等需要内网机器访问
的机器IP。
(补充)“ARP欺骗记录”表如何理解：
“Time”：发现问题时的时间；
“sender”：发送欺骗信息的IP或MAC；
“Repeat”：欺诈信息发送的次数；
“ARP info”：是指发送欺骗信息的具体内容.如下面例子：
time sender Repeat ARP info 22:22:22 192.168.1.22 1433
192.168.1.1 is at 00:0e:03:22:02:e8
ARP
这条信息的意思是：在22:22:22的时间，检测到由192.168.1.22发出的
欺骗信息，已经发送了1433次，他发送的欺骗信息的内容是：192.168.1.1
的MAC地址是00:0e:03:22:02:e8。
打开检测功能，如果出现针对表内IP的欺骗，会出现提示。可以按照
提示查到内网的ARP欺骗的根源。提示一句，任何机器都可以冒充其他机
器发送IP与MAC，所以即使提示出某个IP或MAC在发送欺骗信息，也未必
是100%的准确。所有请不要以暴力解决某些问题。
C. 主动维护
这个功能可以直接解决ARP欺骗的掉线问题，但是并不是理想方法。
他的原理就在网络内不停的广播制定的IP的正确的MAC地址。
“制定维护对象”的表格里面就是设置需要保护的IP。发包频率就是
每秒发送多少个正确的包给网络内所有机器。强烈建议尽量少的广播IP，
尽量少的广播频率。一般设置1次就可以，如果没有绑定IP的情况下，出
现ARP欺骗，可以设置到50－100次，如果还有掉线可以设置更高，即可
以实现快速解决ARP欺骗的问题。但是想真正解决ARP问题，还是请参照
上面绑定方法。arp
D. 欣向路由器日志
收集欣向路由器的系统日志，等功能。
E. 抓包
类似于网络分析软件的抓包，保存格式是.cap。
Antiarp
这个软件界面比较简单，以下为我收集该软件的使用方法。
A. 填入网关IP地址，点击[获取网关地址]将会显示出网关的MAC地
址。点击[自动防护]即可保护当前网卡与该网关的通信不会被第三方监听。
注意：如出现ARP欺骗提示，这说明攻击者发送了ARP欺骗数据包来获取
网卡的数据包，如果您想追踪攻击来源请记住攻击者的MAC地址，利用MAC
地址扫描器可以找出IP 对应的MAC地址。
B. IP地址冲突
如频繁的出现IP地址冲突，这说明攻击者频繁发送ARP欺骗数据包，
才会出现IP冲突的警告，利用Anti ARP Sniffer可以防止此类攻击。
C. 您需要知道冲突的MAC地址，Windows会记录这些错误。查看具体
方法如下：
右击[我的电脑]--[管理]--点击[事件查看器]--点击[系统]--查看来
源为[TcpIP]---双击事件可以看到显示地址发生冲突，并记录了该MAC地
址，请复制该MAC地址并填入Anti ARP Sniffer的本地MAC地址输入框中
(请注意将：转换为-)，输入完成之后点击[防护地址冲突]，为了使MAC地
址生效请禁用本地网卡然后再启用网卡，在CMD命令行中输入Ipconfig
/all，查看当前MAC地址是否与本地MAC地址输入框中的MAC地址相符，
如果更改失败请与我联系。如果成功将不再会显示地址冲突。
注意：如果您想恢复默认MAC地址，请点击[恢复默认],为了使MAC地
址生效请禁用本地网卡然后再启用网卡。
具有ARP防护功能的路由器
这类路由器以前听说的很少，对于这类路由器中提到的ARP防护功能，
其实它的原理就是定期的发送自己正确的ARP信息。但是路由器的这种功
能对于真正意义上的攻击，是不能解决的。
ARP的最常见的特征就是掉线，一般情况下不需要处理一定时间内可以
回复正常上网，因为ARP欺骗是有老化时间的，过了老化时间就会自动的
回复正常。现在大多数路由器都会在很短时间内不停广播自己的正确ARP
信息，使受骗的主机回复正常。但是如果出现攻击性ARP欺骗(其实就是时
间很短的量很大的欺骗ARP，1秒有个几百上千的)，它是不断的发起ARP
欺骗包来阻止内网机器上网，即使路由器不断广播正确的包也会被他大量
的错误信息给淹没。
可能你会有疑问：我们也可以发送比欺骗者更多更快正确的ARP信息
啊？如果攻击者每秒发送1000个ARP欺骗包，那我们就每秒发送1500个
正确的ARP信息！
面对上面的疑问，我们仔细想想，如果网络拓扑很大，网络中接了很多网
络设备和主机，大量的设备都去处理这些广播信息，那网络使用起来好不
爽，再说了会影响到我们工作和学习。ARP广播会造成网络资源的浪费和占
用。如果该网络出了问题，我们抓包分析，数据包中也会出现很多这类ARP
广播包，对分析也会造成一定的影响。
2.3 ARP缓冲区
为了节省ARP缓冲区内存，被解析过的ARP条目的寿命都是有限的。如果一段时间内该条目
没有被参考过，则条目被自动删除。在工作站PC的Windows环境中，ARP条目的寿命是2
分钟，在大部分Cisco交换机中，该值是5分钟。
在工作站PC的Windows环境中，可以使用命令arp -a查看当前的ARP缓存，如图3所示。
而在路由器和交换机中可以命令show arp完成相同的功能，如图4所示。
图3 Windows环境下，命令arp -a的输出
图4 路由器中show arp命令的输出
注意：ARP不能通过IP路由器发送广播，所以不能用来确定远程网络设备的硬件地址。对
于目标主机位于远程网络的情况，IP利用ARP确定默认网关（路由器）的硬件地址，并将
数据包发到默认网关，由路由器按它自己的方式转发数据包。
3 反向ARP
反向ARP（Reverse ARP，RARP）用于把物理地址（MAC地址）转换到对应的 IP 地址。例如，
在无盘工作站启动的时候，因为无法从自身的操作系统获得自己的IP地址配置信息。这时，
无盘工作站可发送广播请求获得自己的IP地址信息，而RARP服务器则响应IP请求消息－
为无盘工作站分配1个未用的IP地址（通过发送RARP应答包）。
反向ARP（RARP）在很大程度上已被BOOTP、DHCP所替代，后面这两种协议对RARP的改进
是可以提供除了IP地址外的其它更多的信息，如默认网关、DNS服务器的IP地址等信息。
4 代理ARP
代理ARP（PROXY ARP）也被称作混杂ARP（Promiscuous ARP）（RFC 925、1027）一般被像
路由器这样的设备使用--用来代替处于另一个网段的主机回答本网段主机的ARP请求。
下面是代理ARP的应用之一，如图5所示，主机PC1（192.168.20.66/24）需要向主机PC2
（192.168.20.20/24）发送报文，因为主机PC1不知道子网的存在且和目标主机PC2在同一
主网络网段，所以主机PC1将发送ARP请求广播报文请求192.168.20.20的MAC地址。这时，
路由器将识别出报文的目标地址属于另一个子网（注意，路由器的接口IP地址配置的是28
位的掩码），因此向请求主机回复自己的硬件地址（0）。之后，PC1将发往
PC2的数据包都发往MAC地址0（路由器的接口E0/0），由路由器将数据包
转发到目标主机PC2。（接下来路由器将为PC2做同样的代理发送数据包的工作）。这种ARP
使得子网化网络拓扑对于主机来说时透明的（或者可以说是路由器以一个不真实的PC2的
MAC地址欺骗了源主机PC1）。
图5 代理ARP
5 无故ARP
无故（Gratuitous ARP，GARP）ARP也称为无为ARP。主机有时会使用自己的IP地址作为目
标地址发送ARP请求。这种ARP请求称为无故ARP，GARP，主要有两个用途：
（1）检查重复地址（如果收到ARP响应表明存在重复地址）。
（2）用于通告一个新的数据链路标识。当一个设备收到一个arp请求时，发现arp缓冲区
中已有发送者的IP地址，则更新此IP地址的MAC地址条目。
如图6所示，显示了一台Cisco路由器在其加电启动后、引导过程中向网络宣布自己的一个
以太网接口（Ethernet 0）的MAC地址以及IP地址的包。
图6 无故ARP
从图中可以看出，这个ARP包的类型编码是2，代表一个ARP应答消息（但是之前并没有对
此IP的ARP请求消息）。这个ARP包的源硬件地址（MAC地址）是路由器的这个接口的MAC
地址，目标硬件地址（MAC地址）使用的是广播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF）；而源和目标
协议地址（IP地址）都是此接口自身的IP地址。此ARP包用于设备（路由器）向网络宣告
自身的IP地址和MAC地址映射，也用于检查是否有重复（冲突）的IP地址。
MAC地址欺骗防护
在数据链路层中，用来标识节点的就是其MAC地址。它是局域网中进行网络通信的基础。但是在平常的网
络通信操作中，都不是以MAC地址来指定目标节点的，而是以IP地址或NetBIOS名称。这样就存在一个
IP地址与MAC地址的对应关系，它们之间的相互解析是通过ARP（Address Resolution Protocol，地址解
析协议）或RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）协议进行的：ARP负责由
IP地址解析出MAC地址，适用于有盘网络，而RARP负责从MAC地址解析出IP地址，适用于无盘网络。如
果修改了其中的任何一项，则可能导致找不到真正的目标节点而通信不成功。这就是两种欺骗：IP地址欺
骗和MAC地址欺骗。IP地址欺骗是基于网络层的，而MAC地址欺骗是基于数据链路层的。在此仅介绍MAC
地址欺骗。
10.5.1 ARP和RARP协议工作原理
MAC地址与IP地址是计算机网络通信中非常重要的两类地址，缺一不可。因为在OSI/RM网络层以上是通
过IP地址进行寻址的，而在OSI/RM网络层以下则是通过MAC地址进行寻址的。可以说是两类地址各司其
职，共同完成一个完整的计算机网络通信。当然在一些网络通信中，还可能有传输层的"端口"号参与到IP
寻址中。
1．ARP工作原理
前面介绍到，ARP协议是用于由节点IP地址解析其MAC地址，然后进行局域网内部通信的。例如要与某主
机连接，可以在浏览器或运行窗口中输入其IP地址，然而在局域网内是没有网络层的，网络中的主机设备
不能识别IP地址，只识别MAC地址，所以这时就需要ARP协议来转换。ARP协议的基本功能就是通过数据
包中的目标节点的IP地址查询目标节点的MAC地址，以便把数据包发送到目标设备中。
ARP的基本工作原理如下：
（1）每台主机都会根据以往在网络中与其他节点的通信，在自己的ARP缓存区（ARP Cache）中建立一个
ARP列表，以表示网络中节点IP地址和MAC地址的对应关系。
【说明】ARP缓存表采用了老化机制，在一段时间内如果表中的某一行没有使用（Windows系统的这个时间
为2分钟，而Cisco路由器的这个时间为5分钟），就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，
加快查询速度。
（2）当源节点需要将一个数据包发送到目标节点时，会首先检查自己ARP列表中是否存在该包中所包含的
目标节点IP地址对应的MAC地址。如果有，则直接将数据包发送到这个MAC地址节点上；如果没有，就向
本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此IP地址目标节点对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括
源节点的IP地址、硬件地址，以及目标节点的IP地址。
（3）网络中所有的节点在收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目标IP地址是否和自己的IP地址一致。
如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该节点首先将源端的MAC地址和IP地址的对应表项添加到自己的
ARP列表中。如果发现ARP表中已经存在该IP地址所对应的MAC地址表项信息，则将其覆盖，然后给源节
点发送一个ARP响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址节点。
（4）源节点在收到这个ARP响应数据包后，将得到的目标节点的IP地址和MAC地址对应表项添加到自己
的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源节点一直没有收到ARP响应数据包，则表示ARP查
询失败。
2．RARP工作原理
ARP协议是根据IP地址找其对应的MAC地址，而RARP则是根据MAC地址找其对应IP地址，所以称之为"
反向ARP"。具有本地磁盘的系统引导时，一般是从磁盘上的配置文件中读取IP地址，然后即可直接用ARP
协议找出与其对应的主机MAC地址。但是无盘机，如X终端或无盘工作站，启动时是通过MAC地址来寻址
的，这时就需要通过RARP协议获取IP地址。
RARP的基本工作原理如下：
（1）发送端发送一个本地的RARP广播包，在此广播包中声明自己的MAC地址，并且请求任何收到此请求
的RARP服务器分配一个IP地址。
（2）本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址。如果
存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包，并将此IP地址提供给对方主机使用；如果不存在，
RARP服务器对此不做任何响应。
（3）源端在收到从RARP服务器来的响应信息后，利用得到的IP地址进行通信；如果一直没有收到RARP
服务器的响应信息，则表示初始化失败。
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