计算机网络arp协议

### ARP协议在计算机网络中的工作原理

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）用于将IP地址映射到对应的硬件地址（通常是MAC地址）。当一台主机想要向同一局域网内的另一台主机发送数据时，需要知道对方的MAC地址才能完成这一操作。

#### 发起ARP请求

假设源主机A要与目的主机B在同一子网内通信。此时，A已经知道了B的IP地址，但是不知道其MAC地址。为了获取这个信息，A会广播一个ARP请求报文给整个本地网络上的所有设备[^2]。该请求包含了如下字段：

- **目标硬件类型**：指明所使用的物理层技术（如以太网）
- **协议类型**：表示高层协议（通常为IPv4）
- **硬件地址长度**
- **协议地址长度**
- **操作码**：表明这是一个查询请求
- **发送方硬件地址**：即发起者的MAC地址
- **发送方协议地址**：即发起者的IP地址
- **目标硬件地址**：未知，因此留为空白
- **目标协议地址**：即接收者的IP地址

+-------------------+
|    Hardware Type  |
+-------------------+
|      Proto Type   |
+--+
|         Opcode        |
+-----------------------+
| Sender HW Address     |
+-----------------------+
|Sender Protocol Address|
+--+
|Target Protocol Address|
+-----------------------+

#### 接收并回应ARP回复

一旦某台机器收到此广播消息并且发现自己正是被询问的对象，则它将以单播形式返回一条ARP应答报文给提问者A。这条应答中携带了自己的MAC地址作为答案[^1]。

#### 更新ARP高速缓存表

无论是发出还是接收到有效的ARP响应之后，双方都会更新各自的ARP缓存表来存储新发现的信息关联对。这使得在未来一段时间里再次尝试联系相同的目标时不需重复执行上述查找过程，提高了效率[^4]。

#### 安全隐患及防护措施

然而值得注意的是，在实际应用环境中存在利用ARP机制实施恶意行为的可能性，比如通过构造虚假的消息来进行中间人攻击或流量劫持等活动。为此采取适当的安全策略非常重要，例如设置静态ARP条目、部署专门监控软件以及采用VLAN划分等方式增强网络安全保护力度[^5]。