ARP详细介绍

ARP详细介绍

地址解析协议，根据IP地址获取MAC地址，还能检测地址是否有重复

动态ARP

广播ARP报文寻找目标IP的MAC地址

1. 主机1通过发送ARP Request报文获取主机2的MAC地址

   ​ 由于不知道目的MAC地址，因此ARP Request报文內目的MAC地址为0

2. ARP Request是广播数据帧，因此交换机收到后，会对该帧执行泛洪操作

3. 所有主机接收到ARP Request报文后，都会检查他的目的IP与自身的IP地址是否匹配

4. 主机2发现IP地址匹配，则会将ARP报文中的发送端MAC地址和发送端IP记录到自己的ARP缓存表中

5. 主机2通过发送ARP Reply报文来响应主机1的请求，此时主机2已知主机1的MAC地址，因此ARP Replay是单播数据帧

6. 交换机收到单播数据帧后进行转发

路由器在正常情况下不会执行ARP泛洪，因为ARP是工作在数据链路层（第二层）的协议，而路由器主要工作在网络层（第三层）
但是某些路由器支持ARP代理功能，或者某些网络故障或配置错误的情况下，路由器可能会意外地参与ARP泛洪，如果路由器的某个接口被错误地配置为同一子网内的两个不同IP地址的网关，或者网络中存在环路导致ARP请求被无限循环地广播

命令	用途
show ip arp	思科查看arp缓存表
show int e0/0	查看接口MAC地址
display arp brief	华为查看arp缓存表
arp -a	PC查看ARP缓存表
arp -a -N ip	PC查看某一个IP对应的MAC地址

为什么第一个包会ping不通？

因为第一个包是ARP协议在探测

动态ARP表项由ARP协议通过ARP报文自动生成和维护，可以被老化，可以被新的ARP报文更新，可以被静态ARP表项覆盖

缺省情况下，动态ARP表项的老化超时时间为1200秒（20分钟）

​ *被老化指动态ARP表项在一段特定的时间（即老化时间）内如果没有被再次使用或更新，将会被自动从ARP缓存表中删除的过程

---

静态ARP

静态ARP表项是由网络管理员手工建立的IP地址和MAC地址之间固定的映射关系

静态ARP表项不会被老化，不会被动态ARP表项覆盖

• 短静态ARP表项：手工建立映射关系时，未同时指定VLAN和出接口
• 长静态ARP表项：手工建立映射关系时，同时指定该ARP表项所在VLAN和出接口，可以直接用于报文转发

华为命令	用途
arp static ip mac	设置静态ARP
display arp all	查看arp表项
arp expire-time expire-time	设置动态ARP表项的老化超时时间

---

免费ARP

设备主动使用自己的IP地址作为目的IP地址发送ARP请求

• IP地址冲突检测：当设备接口的协议状态变为Up时，设备主动对外发送免费ARP报文

  正常情况下不会收到ARP应答，如果收到，则表明本网络中存在与自身IP地址重复的地址

  如果检测到IP地址冲突，设备会周期性的广播发送免费ARP应答报文，直到冲突解除

• 通告一个新的MAC地址：发送方更换了网卡，MAC地址变化了，为了能够在动态ARP表项老化前通告网络中其他设备，发送方可以发送一个免费ARP

• 在VRRP备份组中用来通告主备发生变换：发生主备变换后，MASTER设备会广播发送一个免费ARP报文来通告发生了主备变换

设备收到免费ARP报文后，进行如下判断：

1. 收到免费ARP报文，发现源IP地址和自己的IP地址相同：
   • 周期性的广播发送免费ARP应答报文，告知此IP地址在网络中存在冲突，直到冲突解除
2. 收到免费ARP报文，源IP地址和自己的IP地址不同：
   • 免费ARP报文是在VLANIF接口收到的，并且设备上已经有免费ARP报文中源IP地址对应的动态ARP表项，则进行ARP学习，即根据收到的免费ARP报文更新该ARP表项
   • 其余情况收到免费ARP报文后均不进行ARP学习

---

路由式ARP代理

在上述例子的组网中，主机A需要与主机B通信时，目的IP地址与本机的IP地址位于不同网络，但是由于主机A未配置网关，所以它将会以广播形式发送ARP Request报文，请求主机B的MAC地址

但是，广播报文无法被路由器转发，所以主机B无法收到主机A的ARP请求报文，当然也就无法应答

在路由器上启用代理ARP功能，就可以解决这个问题

启用代理ARP后，路由器收到这样的请求，会查找路由表，如果存在主机B的路由表项，路由器将会使用自己的G0/0/0接口的MAC地址来回应该ARP Request

主机A收到ARP Reply后，将以路由器的G0/0/0接口MAC地址作为目的MAC地址进行数据转发

接口下开启arp :arp-proxy enable (默认关闭)

总结：

ARP代理：

1. 当PC没有设置网关，路由器收到一个ARP请求，但是该请求包的目的地址与收到该ARP包的接口IP不一致，并且路由器的路由表中有去往该目的的网关则会把自己接口的MAC地址回复给请求者，PC本地会对每个去往目的条目都产生一条“目的IP+网关MAC”的缓存

2. 当目的比较多时则产生的缓存条目也非常多，占用内存，所以建议PC一定要设网关

3. ARP代理默认关闭

ARP 代理的条件

1. 路由器拥有去往目标IP的路由
2. 接收到arp查询的接口的IP地址和arp请求的目标IP本在一个网段