05.《ARP协议基础知识探秘》

ARP协议基本介绍与实践

ARP概述

作用：ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）用于根据目标设备的 IP 地址，解析出其对应的 MAC 地址，以实现局域网内的数据帧传输。简单来说，ARP 就像网络世界里的 “问路向导”。当设备（比如电脑、手机）想和另一个设备通信时，虽然知道对方的 IP 地址（就像知道对方的门牌号），但还需要知道对方的 MAC 地址（相当于对方的 “物理标识”）才能发送数据。ARP 的作用就是根据已知的目的 IP 地址，找到对应的 MAC 地址。

ARP报文类型

ARP工作过程解析

ARP 通过两种报文完成地址解析，整个过程可以分为 “询问” 和 “回应” 两步：

请求报文（ARP Request）

• 发送方式：广播（可以理解为 “大声喊话”，同一网络内的所有设备都能收到）。
• 目的 MAC 地址：固定为ffff-ffff-ffff（这是广播 MAC 地址，代表发给所有人）。
• 作用：比如设备 (PC1) 想找 IP 为 10.1.1.2 的设备，就会发送请求：“谁的 IP 是 10.1.1.2？请告诉我你的 MAC 地址！”

回复报文（ARP Reply）

• 发送方式：单播（相当于 “悄悄话”，只发给发出请求的设备）。
• 作用：当 IP 为 10.1.1.2 的设备 (PC2) 收到请求后，会单独回复设备 A：我的 IP 是 10.1.1.2，MAC 地址是 xx:xx:xx:xx:xx:xx。

ARP工作原理示意图

拓扑图:

抓包查看报文：

无故ARP/免费ARP

原理：设备在配置或使用某个IP地址之前，会向网络中广播一个发送无故ARP请求报文，该报文中目标IP地址与源IP地址相同，用于检测IP地址是否冲突。如果收到reply回复，说明地址已经被使用；如果未收到reply回复，说明地址没有被使用。

抓包图例：

实验案例

实验目标

通过抓包工具观察 ARP 请求与回复过程，理解无故 ARP 的冲突检测机制。

实验环境

• 两台处于同一局域网的计算机
• Wireshark 或类似网络抓包工具

实验步骤

1. 开启抓包：在主机A上启动 Wireshark，选择正确的网络接口，开始抓包。
2. 触发 ARP 请求：在主机A上 ping 主机B的 IP 地址（如 ping 192.168.1.2），触发 ARP 解析过程。
3. 观察 ARP 报文：在抓包结果中过滤 arp，查看 Request 和 Reply 报文。
4. 模拟无故 ARP：在主机A上执行以下命令（以 Windows 为例）：

arp -d *   // 清除ARP缓存,清除所有 ARP 缓存条目。
ping 192.168.1.1   // 向目标 IP 发送 ICMP 请求，若 ARP 缓存中无对应 MAC，则会先发起 ARP 请求。

5.分析结果：观察是否有无故 ARP 报文发出，并注意是否有冲突回复。

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