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法學ARP、反向ARP、逆向ARP、代理ARP和 gratuitous ARP
地址解析協議
地址解析協議 (ARP) 是一種在 TCP/IP 第二層工作的通訊協議。
- ARP 幫助從 IP 地址獲取連線的路由器或閘道器的 MAC 地址。
- ARP 是一種請求-響應協議，其中一個裝置向另一個裝置傳送請求以詢問某些資訊，另一個裝置將以所需資訊進行響應/回覆。
- ARP 資料包由鏈路層封裝，並且僅在特定網路中分發。ARP 被認為是鏈路層協議。
ARP 如何工作？
- 傳送 IP 資料包之前，傳送方必須知道目標 MAC 地址。
- 如果不知道 MAC 地址，則傳送方將廣播 ARP 發現數據包，請求目標的 MAC 地址。
- 該網路中的每個主機都將收到此訊息，但只有與其 IP 關聯的目標接收主機才會接受 IP 資料包；其他所有主機都將丟棄該資料包。
- 接收方將使用其 MAC 地址向 ARP 發現數據包的傳送方傳送單播資料包。
- 傳送方將接收 ARP 回覆並更新 ARP 檢查，然後開始向目標傳送單播訊息。
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ARP 資料包的格式
下圖顯示了 ARP 資料包的格式。
| 硬體型別 | 協議 | |
|---|---|---|
| 硬體長度 | 協議長度 | 操作：ARP 請求 1，ARP 回覆 2 |
| 傳送方硬體地址（例如，乙太網的 6 個位元組） | ||
| 傳送方協議地址（例如，IP 的 4 個位元組） | ||
| 目標硬體地址（例如，乙太網的 6 個位元組。在請求中未填寫） | ||
| 目標協議地址（例如，IP 的 4 個位元組） | ||
現在讓我們找出 ARP 資料包中每個欄位的作用：
- **硬體型別**：這是一個 16 位欄位，定義 ARP 執行的網路型別。
- **協議型別**：這是一個 16 位欄位，定義使用 ARP 的協議。
- **硬體長度**：這是一個 8 位欄位，定義物理地址的長度（以位元組為單位）。
- **協議長度**：這是一個 8 位欄位，定義 IP 地址的長度（以位元組為單位）。
- **操作**：這是一個 16 位欄位，定義資料包的型別：（i）ARP 請求和（ii）ARP 回覆。
- **傳送方硬體地址**：這是一個可變長度欄位，定義目標的物理地址。
- **目標硬體地址**：這是一個可變長度欄位，定義目標的邏輯地址。
反向地址解析協議 (RARP)
RARP 協議用於知道其 MAC 地址但不知道其在區域網 (LAN) 中的 IP 地址的裝置。
- 網路管理員在區域網 (LAN) 閘道器路由器中建立一個表，該表將物理機器地址對映到等效的 IP 地址。
- 設定新機器時，其 RARP 客戶端將向閘道器路由器請求 IP 地址。
- 假設在路由器表中已設定了條目，則反向 ARP 伺服器將返回 IP 地址到機器，該機器可以將其儲存以供將來使用。
從 MAC 地址獲取 IP 地址的問題可以透過反向地址解析協議 (RARP) 來處理，其工作方式類似於 ARP。
為了獲得 IP 地址，主機首先廣播一個包含其 MAC 地址的 RARP 請求資料包到網路上。網路中的所有主機都將收到這些資料包，但只有伺服器透過傳送包含主機 MAC 和 IP 地址的 RARP 響應資料包來響應主機。
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逆向地址解析協議 (InARP)
逆向 ARP 與 ARP 相反。逆向 ARP 不是使用 3 層 IP 地址查詢 2 層 MAC 地址，而是使用 2 層 MAC 地址查詢 3 層 IP 地址。
逆向 ARP 主要由幀中繼和 ATM 網路使用，以將 DLCI 對映到 IP 地址。因此，路由器透過列出該路由器的 DLCI 來請求目標或 PVC 的其他端點的 IP 地址。
代理 ARP
代理 ARP 是一種技術，透過該技術，給定網路上的代理伺服器可以回答不在該網路上的 IP 地址的 ARP 查詢。
- 例如，假設主機透過乙太網連線到路由器，並且主機具有地址 10.10.1.1/16，而路由器具有 10.10.10.0/24。
- 主機希望解析 10.10.1.110 的 ARP，並認為路由器在同一子網中，因此它將能夠獲取 MAC 地址。
- 但是，由於路由器在設計上限制了廣播域，因此它不會發送 ARP 回覆並會拒絕請求。
- 但是，如果另一個路由器有任何其他介面連線到 10.10.1.1/16 網路並且啟用了代理 ARP，則路由器將透過列出其自己的 MAC 地址向主機發送 ARP 回覆。它將充當目標網路的代理。
Gratuitous ARP
Gratuitous ARP 是未經請求的地址解析協議響應。
當新裝置加入區域網 (LAN) 時，它會在網路介面啟動後立即將其 MAC 地址廣播到整個網路。
Gratuitous ARP 資料包的源 IP 和目標 IP 都設定為發出資料包的裝置的 IP 地址，目標 MAC 地址是廣播地址 ff:ff:ff:ff:ff:ff 或 00:00:00:00:00:00，具體取決於地址解析協議 (ARP) 的實現。
不會發送任何後續資料包來響應 Gratuitous ARP 資料包。
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