ARP 协议是什么？作用是什么？

ARP协议全称为Address Resolution Protocol,地址解析协议。它的作用是将32位IP地址解析为48位MAC地址,用于数据转发。
ARP协议的工作原理:

1. 当源主机要发送数据给目的IP地址时,先检查自己的ARP缓存表是否有映射关系。
2. 如果有,直接使用对应的MAC地址将数据帧发送到本地网络。
3. 如果没有,源主机会在本地网络发送ARP请求数据包,查询目的IP地址的MAC地址。
4. 网络中的其他主机接收到ARP请求后,检查自己的IP地址是否匹配。
5. 若匹配,目的主机会返回ARP响应包给源主机,告知自己的MAC地址。
6. 源主机接收到ARP响应后,在ARP缓存表中添加映射关系,并使用MAC地址发送数据。
7. 其他接收到ARP请求但IP地址不匹配的主机会忽略该请求。

ARP协议主要功能:

1. 将32位IP地址解析为48位MAC地址。
2. 通过发送ARP请求和响应,实现IP地址和MAC地址的映射关系。
3. ARP缓存表用于本地保存IP地址和MAC地址的对应关系,加速地址转换。
4. 通过ARP,数据链路层可以使用MAC地址对网络层的数据进行转发。

代码示例:

python
# 初始化ARP表
arp_table = {
    '192.168.1.1':'00:0c:29:a5:5d:c3',
    '192.168.1.2':'00:0c:29:3f:67:ab'
}

# 查看ARP表中是否有对应的MAC地址 
def look_up(ip):
    if ip in arp_table:
        return arp_table[ip]
    else:
        return None

# 发送ARP请求
def arp_request(ip):
    # 构造ARP请求数据包,发送到本地网络
    ...

# 接收ARP响应,更新ARP表 
def arp_response(ip, mac):
    arp_table[ip] = mac

# 根据IP地址转发数据 
dest_ip = '192.168.1.2'  
dest_mac = look_up(dest_ip)
if dest_mac is None:     # ARP表中没有映射
    arp_request(dest_ip) # 发送ARP请求
    ...
else:
    # 使用目的MAC地址将数据包发送到本地网络
    ...  

ARP协议是实现网络层和数据链路层相互转换的关键协议。它通过发送ARP请求和响应,建立IP地址和MAC地址的映射关系,用于数据包的转发。熟练掌握ARP协议的工作原理,有助于我们理解IP数据如何在网络中传输。