什么是ARP-RARP协议
ARP与RARP详解
主机 B 向 A 发送 ARP 响应分组
我是 209.0.0.6 硬件地址是 08-00-2B-00-EE-0A ARP 响应
X
209.0.0.5 A 00-00-C0-15-AD-18
209.0.0.6
Y
B 08-00-2B-00-EE-0A
Z
ARP 高速缓存的作用
为了减少网络上的通信量，主机 A 在发送 其 ARP 请求分组时，就将自己的 IP 地址 到硬件地址的映射写入 ARP 请求分组。 当主机 B 收到 A 的 ARP 请求分组时，就 将主机 A 的这一地址映射写入主机 B 自己 的 ARP 高速缓存中。这对主机 B 以后向 A 发送数据报时就更方便了。
逆地址解析协议 RARP
逆地址解析协议 RARP 使只知道自己硬件 地址的主机能够知道其 IP 地址。 这种主机往往是无盘工作站。 因此 RARP 协议目前已很少使用。
课件制作人：赵伟
课件制作人：赵伟
主机 A 广播发送 ARP 请求分组
ARP 请求
我是 209.0.0.5，硬件地址是 00-00-C0-15-AD-18 我想知道主机 209.0.0.6 的硬件地址
ARP 请求
209.0.0.5 A
ARP 请求
ARP 请求
209.0.0.6
X
Y
B
Z
00-00-C0-15-AD-18
课件制作人：赵伟
ARP消息格式
ARP协议的规定
硬件地址类型 2Byte
以太网，IP协议
0x01
协议地址类型 2Byte
硬件地址长度 1Byte 协议地址长度 1Byte
0x00
硬件地址长度=48bit 协议地址长度=32bit
ARP协议和RARP协议
ARP协议和RARP协议协议名称：ARP协议和RARP协议一、介绍ARP（Address Resolution Protocol）协议和RARP（Reverse Address Resolution Protocol）协议是计算机网络中用于解决IP地址与MAC地址之间映射关系的协议。
ARP协议用于将IP地址解析为对应的MAC地址，而RARP协议则相反，将MAC地址解析为对应的IP地址。
二、ARP协议1. 定义ARP协议是一种网络层协议，用于解析IP地址与MAC地址之间的映射关系。
当主机需要发送数据到目标主机时，会首先查询本地ARP缓存表，若未找到对应的MAC地址，则会发送ARP请求广播到本地网络中的所有主机，请求目标主机的MAC地址。
目标主机收到ARP请求后，会发送ARP响应包回复请求主机，包含自己的MAC地址。
请求主机收到响应包后，将目标主机的IP地址和MAC地址映射关系存储到本地ARP缓存表中，以便下次直接访问。
2. 工作原理(1) ARP请求：发送ARP请求广播，包含源主机的IP地址和MAC地址。
(2) ARP响应：目标主机收到ARP请求后，发送ARP响应包，包含目标主机的IP地址和MAC地址。
(3) ARP缓存：请求主机收到ARP响应包后，将目标主机的IP地址和MAC地址映射关系存储到本地ARP缓存表中。
3. 优点(1) 简单有效：ARP协议是一种简单有效的地址解析协议，能够快速解析IP地址与MAC地址之间的映射关系。
(2) 动态更新：ARP协议能够动态更新本地ARP缓存表，确保地址映射关系的实时性。
4. 缺点(1) 安全性：ARP协议缺乏安全机制，容易受到ARP欺骗攻击，导致IP地址与MAC地址映射关系被篡改。
(2) 效率：ARP协议在大规模网络中广播ARP请求，会消耗大量带宽资源。
三、RARP协议1. 定义RARP协议是一种逆向的地址解析协议，用于将MAC地址解析为对应的IP地址。
RARP协议通常用于无盘工作站等设备，这些设备没有存储IP地址，需要通过RARP协议从服务器获取IP地址。
ARP协议和RARP协议
ARP协议和RARP协议ARP（Address Resolution Protocol）和RARP（Reverse Address Resolution Protocol）是计算机网络中常用的两种地址解析协议。
它们有着不同的功能和用途。
ARP协议是一种用于将IP地址解析为物理地址（MAC地址）的协议。
它通过在局域网中广播一个ARP请求包来查找目标设备的物理地址。
当主机想要与目标设备进行通信时，它需要知道目标设备的物理地址。
ARP协议会将目标设备的IP地址包装在ARP请求包中发送给所有设备，目标设备会收到这个请求包并根据自己的IP地址判断是否是目标设备，如果是就会回复一个ARP应答包，将自己的物理地址发送给请求的主机。
主机收到应答包后就知道了目标设备的物理地址，可以向该地址发送数据。
RARP协议与ARP协议相反，它是一种将物理地址解析为IP地址的协议。
RARP协议在局域网中广播一个RARP请求包，请求包包含主机的物理地址，子网将根据物理地址来确定IP地址，并将IP地址封装在RARP应答包中返回给主机。
RARP协议主要用于无盘工作站或者磁盘less的设备，这些设备存储着自身的物理地址，但是却没有存储IP地址。
当这些设备启动时，它们使用RARP协议来获取IP地址。
RARP协议在现代网络中并不常用，因为大多数设备都可以自己设置IP地址，或者通过DHCP协议来获取IP地址。
RARP协议的局限性在于它需要在局域网中进行广播，这会增加网络负载并且使得网络变得复杂。
因此，RARP协议在现代网络中被较少使用。
总结而言，ARP协议和RARP协议是用于地址解析的协议，ARP协议将IP地址解析为物理地址，而RARP协议则将物理地址解析为IP地址。
ARP协议在局域网中广播ARP请求包，RARP协议则广播RARP请求包。
这些协议的作用是使得网络设备能够进行通信。
然而，由于网络技术的发展，现代网络中更普遍使用的是其他更高级的协议来分配IP地址，如DHCP协议。
ARP协议和RARP协议 (2)
ARP协议和RARP协议协议名称：ARP协议和RARP协议一、引言ARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）是计算机网络中常用的协议，用于将网络层的IP地址映射到数据链路层的物理地址。
本协议旨在详细描述ARP协议和RARP协议的功能、工作原理、数据包格式以及应用场景。
二、ARP协议1. 功能ARP协议用于获取目标IP地址对应的物理地址（MAC地址），以便进行数据链路层的通信。
2. 工作原理- 当主机A要发送数据到目标主机B时，首先检查本地ARP缓存中是否存在目标IP地址对应的物理地址。
如果存在，则直接将数据包发送给目标主机B。
- 如果ARP缓存中不存在目标IP地址对应的物理地址，则主机A会发送一个ARP请求广播消息到局域网上的所有主机，问询目标IP地址对应的物理地址。
- 目标主机B收到ARP请求后，会将自己的物理地址封装在ARP响应消息中发送给主机A。
- 主机A收到ARP响应后，将目标IP地址和物理地址存储在本地ARP缓存中，并将数据包发送给目标主机B。
3. 数据包格式ARP请求消息和ARP响应消息的数据包格式如下：- 以太网帧头部- ARP协议头部- 硬件类型：表示使用的物理网络类型，如以太网。
- 协议类型：表示上层网络协议类型，如IPv4。
- 硬件地址长度：表示物理地址长度，如MAC地址长度为6字节。
- 协议地址长度：表示IP地址长度，如IPv4地址长度为4字节。
- 操作码：表示ARP请求（1）或者ARP响应（2）。
- 发送方硬件地址：发送方的物理地址。
- 发送方协议地址：发送方的IP地址。
- 目标硬件地址：目标主机的物理地址。
- 目标协议地址：目标主机的IP地址。
4. 应用场景ARP协议广泛应用于局域网中，用于解析目标主机的物理地址。
它可以匡助路由器和交换机等设备进行数据包转发，提高网络传输效率。
三、RARP协议1. 功能RARP协议用于根据物理地址（MAC地址）获取对应的IP地址，主要用于无盘工作站等设备无法自行获取IP地址的场景。
ARP协议和RARP协议
ARP协议和RARP协议协议名称：ARP协议和RARP协议一、引言ARP（Address Resolution Protocol）协议和RARP（Reverse Address Resolution Protocol）协议是计算机网络中常用的两种地址解析协议。
本协议旨在详细描述ARP协议和RARP协议的功能、工作原理、消息格式以及应用场景。
二、ARP协议1. 功能ARP协议用于解决IPv4网络中的IP地址和物理MAC地址之间的映射关系。
它允许主机通过发送ARP请求来获取目标主机的MAC地址，从而实现数据包的正确发送。
2. 工作原理- 当源主机需要发送数据包给目标主机时，首先检查本地ARP缓存中是否有目标主机的MAC地址。
- 如果缓存中没有目标主机的MAC地址，则源主机会发送一个ARP请求广播到本地网络中的所有主机。
- 目标主机收到ARP请求后，会将自己的MAC地址发送给源主机。
- 源主机收到目标主机的MAC地址后，将其存储在本地ARP缓存中，并使用该MAC地址发送数据包给目标主机。
3. 消息格式ARP协议的消息格式包括以下字段：- 硬件类型：表示网络接口的类型，如以太网、无线局域网等。
- 协议类型：表示网络层协议的类型，如IPv4。
- 硬件地址长度：表示硬件地址的长度，通常为6字节（以太网MAC地址长度）。
- 协议地址长度：表示协议地址的长度，通常为4字节（IPv4地址长度）。
- 操作码：表示ARP请求或应答的类型。
- 源MAC地址：表示发送ARP消息的主机的MAC地址。
- 源IP地址：表示发送ARP消息的主机的IP地址。
- 目标MAC地址：表示目标主机的MAC地址。
- 目标IP地址：表示目标主机的IP地址。
4. 应用场景ARP协议在以下场景中广泛应用：- 本地网络内的主机通信- 路由器的IP转发三、RARP协议1. 功能RARP协议用于解决IPv4网络中的MAC地址和IP地址之间的映射关系。
它允许主机通过发送RARP请求来获取自己的IP地址，从而实现无盘工作站等设备的启动过程。
解释ARP协议和RARP协议
解释ARP协议和RARP协议
解释ARP（地址解析协议）
1. ⾸先，每个主机都会在⾃⼰的ARP缓冲区中建⽴⼀个ARP列表，以表⽰IP地址和MAC地址之间的对应关系。
2. 当源主机要发送数据时，⾸先检查ARP列表中是否有对应IP地址的⽬的主机的MAC地址，如果有，则直接发送数据，如果没有，就向
本⽹段的所有主机发送ARP数据包，该数据包中有：源主机IP地址、源主机MAC地址、⽬的主机IP地址。
3. 当本⽹络的所有主机收到该ARP数据包时，⾸先检查数据包中的IP地址是否是⾃⼰的IP地址，如果不是，则忽略该数据包，如果是，
则⾸先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写⼊到ARP列表中，如果已经存在，则覆盖，然后将⾃⼰的MAC地址写⼊ARP响应包中，告诉源主机⾃⼰是它想要找的MAC地址。
4. 源主机收到ARP响应包后，将⽬的主机的IP和MAC写⼊ARP列表，并利⽤此信息发送数据。
如果源主机⼀直都没有收到ARP响应数据
包，表⽰ARP查询失败。
⼴播发送ARP请求，单播发送ARP响应。
解释RARP（逆解析地址协议）
作⽤是完成硬件地址到IP地址的映射。
⼯作流程：在⽹络中配置⼀台RARP服务器，⾥⾯保存着IP地址和MAC地址的映射关系，当⽆盘⼯作站启动后，⾸先，封装⼀个RARP 数据包，⾥⾯有其MAC地址；其次，⼴播到⽹络中去；最后，当服务器收到请求包后，就查找对应的MAC地址的IP地址装⼊响应报⽂中发回给请求者。
因为需要⼴播请求报⽂，因此RARP只能⽤于具有⼴播能⼒的⽹络。
ARP协议和RARP协议
ARP协议和RARP协议协议名称：ARP协议和RARP协议一、背景介绍ARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）是计算机网络中常用的两种协议，用于解析IP地址与MAC地址之间的映射关系。
ARP协议用于将IP地址解析为对应的MAC地址，而RARP协议则相反，将MAC地址解析为对应的IP地址。
本协议旨在详细描述ARP协议和RARP协议的工作原理、数据格式和相关应用。
二、ARP协议1. 工作原理ARP协议工作在网络层和数据链路层之间，用于解析目标IP地址对应的MAC 地址。
当主机A需要向主机B发送数据时，首先检查本地ARP缓存表，如果找到目标IP地址对应的MAC地址，则直接发送数据；否则，主机A发送一个ARP请求广播，请求目标主机的MAC地址。
目标主机B收到ARP请求后，将自己的MAC地址作为ARP响应发送给主机A，主机A收到响应后，将目标MAC地址存入ARP缓存表，以便后续通信。
2. 数据格式ARP协议数据包由以下字段组成：- 硬件类型：表示网络硬件类型，如以太网、令牌环等。
- 协议类型：表示网络层协议类型，如IPv4、IPv6等。
- 硬件地址长度：表示硬件地址的长度，如以太网地址长度为6字节。
- 协议地址长度：表示协议地址的长度，如IPv4地址长度为4字节。
- 操作码：表示ARP请求或响应的类型，如请求为1，响应为2。
- 源硬件地址：表示发送方的硬件地址。
- 源协议地址：表示发送方的协议地址。
- 目标硬件地址：表示目标方的硬件地址。
- 目标协议地址：表示目标方的协议地址。
3. 应用场景- ARP协议用于解析目标主机的MAC地址，以便进行点对点通信。
- ARP协议还可用于局域网中的地址冲突检测，当两台主机拥有相同的IP地址时，会导致ARP冲突，从而触发冲突检测机制。
- ARP协议还可用于路由器的ARP代理功能，将不同子网的ARP请求转发到相应的子网。
三、RARP协议1. 工作原理RARP协议与ARP协议相反，用于将MAC地址解析为对应的IP地址。
IP层常用协议ARP、RARP、DHCP、ICMP简介全文-移动互联网-在线文档
DHCP租约的续订过程
当一 台DHCP客户端租到一个IP地址后 ，该IP地址会 有一个使用期，即租期。经过 50% 的客户机租约 时间后 ，客户机会尝试通过 DHCP 服务器来续订其 租约 ，如下所示： 1. 客户机直接向它所租用的服务器发送 DHCP
Request消息 ， 以续订和扩展当前的地址租约。
4 DHCP服务器广播DHCPACK 数据包
15:6
DHCP租约的生成过程
客户计算机启动后 ，会尝试加入网络时 ， 执行初始化过 程 ，过程如下：
DHCP 客户机在本地子网上广播 DHCP Discover消 息 。
DHCP 服务器回复一个DHCP Offer 消息给 DHCP客户机 ， 消息中包含可提供出租的一 个 IP地 址 。
15:5
HostB
MAC = 00E0 . FC0 1 . 1 1 1 1 , IP = 1 . 1 . 1 . 1
单播RARP响应
RARP Server
应当注意的问题
ARP 是解决同一个网络上的主机或路由 器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。
如果所要找的主机和源主机不在同一个 局域网上 ，那么就要通过 ARP 找到一 个位于本局域网上的某个路由器的硬件 地址 ，然后把分组发送给这个路由器， 让这个路由器把分组转发给下一个网络。 剩下的工作就由下一个网络来做。
08-00-2B-00-EE-0A
15:5
RFC 903
RARP
允许无盘工作站动态获得其协议地址
15:5
无盘工作站
广播RARP请求
RARP
MAC = 00E0 .FC01 . 1111 , IP = ?
MAC=00E0.FC01. 1111 无 IP地 址
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什么是ARP/RARP协议
一、ARP/RARP协议
地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。
主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。
地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存；由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。
ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP 地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。
ARP工作流程举例：
主机A的IP地址为192.168.1.1，MAC地址为0A-11-22-33-44-01；
主机B的IP地址为192.168.1.2，MAC地址为0A-11-22-33-44-02；
当主机A要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址（192.168.1.2）解析成主机B的MAC地址，以下为工作流程：
（1）根据主机A上的路由表内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。
然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
（2）如果主机A在ARP缓存中没有找到映射，它将询问192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。
源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。
本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。
如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，它将丢弃ARP请求。
（3）主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A 的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
（4）主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
（5）当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。
本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。
主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。
逆地址解析协议，即RARP，功能和ARP协议相对，其将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址，比如局域网中有一台主机只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP 服务器负责回答。
RARP协议工作流程：
（1）给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。
二、路由选择协议
常见的路由选择协议有：RIP协议、OSPF协议。
RIP协议：底层是贝尔曼福特算法，它选择路由的度量标准（metric)是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包。
OSPF协议：Open Shortest Path First开放式最短路径优先，底层是迪杰斯特拉算法，是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准是带宽，延迟。