1.11 Address Resolution Protocol(ARP)

定义

根据 IP地址(network layer) 查询 物理地址 (link layer) 是网络层可以使用的机制

IP address : network layer Link address: 48位以太网地址

gateway 有多个接口，每个接口都有自己的link layer address以识别卡，也有多个network layer以识别该卡所属的网络的host的哪一部分

example

A to B

• A 查看 netmask 子网掩码，发现 AB 不在同一网络下。

• A 给网关发个数据包:

  • network: A 和 B 的 IP 地址

  • link: A 和 左 gateway 的链路层地址

• 网关给B发数据包：

  • network: A 和 B 的 IP 地址

  • link: 右 gateway 和 B 的链路层地址

要点

• 生成 layer 2 和 layer 3 地址之间的映射

  • 节点(Nodes)缓存映射(mappings)，缓存条目过期 (Nodes cache mappings,cache entries expire )

    • 节点只对对他们自己的 requests 做出 respond,这意味着建立对其他 Nodes 的 mappings 的唯一方法是：根据其他的 Nodes 的 response 返回的 packet 来建立。

    • nodes 如果失去连接，会随着缓存条目的过期(不同机器的时间不同)离开这个网络。

• 简单的 request-replay 协议

  • “谁有网络地址X?”

  • "我有网络地址X "

• request 发送到链路层广播地址 (每个节点都会受到这个request)

• replay 发送到请求地址(不广播)

• 数据包格式包含冗余数据

  • request 有足够的信息来生成映射

  • 使 debug 更加简单

• 没有状态的“sharing”:bad state will die eventually

ARP Packet Format (RFC826)

RFC826

• hardware: 这个 request 或 response 是给哪个 link layer 的

• Protocol: 这个 request 或 response 是给哪个 network protocol（网络协议） 的

• opcode: 这个 packet 是 request 还是 response

• 四个地址用于 request and specify(指定) the mappings

  • 都是 big endian

拓展

利用wireshark抓取arp