你了解 ARP 和 RARP 吗？

前言

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作者：神的孩子都在歌唱

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）和 RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）是两种常用于计算机网络中的协议。它们主要用于在网络中进行设备的地址转换，帮助主机在物理地址（MAC 地址）和逻辑地址（IP 地址）之间进行映射。尽管这两种协议在功能上有一些相似之处，但它们的用途和工作方式有所不同。

一. 什么是 ARP？

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是一个用于将 IP 地址 映射到 MAC 地址 的协议。由于网络通信通常依赖于物理地址（MAC 地址），但我们通常使用的是逻辑地址（IP 地址），因此在局域网中，设备必须知道目标设备的 MAC 地址才能进行数据传输。ARP 就是用来实现这一转换的。

1.1 ARP 的工作原理

1. ARP 请求：当主机 A 想要与主机 B 通信时，主机 A 需要知道主机 B 的 MAC 地址。如果主机 A 仅知道主机 B 的 IP 地址，它会向局域网广播一个 ARP 请求消息，询问 "谁拥有这个 IP 地址？"。

2. ARP 响应：主机 B 收到 ARP 请求后，会将自己的 MAC 地址发送回主机 A。这个响应包含了主机 B 的 IP 地址和 MAC 地址的映射。

3. ARP 缓存：为了提高效率，主机 A 会将主机 B 的 IP 地址和 MAC 地址的映射关系缓存到自己的 ARP 缓存中，以避免频繁的 ARP 请求。

映射表如下：

1.2 ARP 消息格式

ARP 请求和响应都使用固定的消息格式。每个 ARP 包 包含以下字段：

• 硬件类型（Hardware Type）：表示网络的类型，Ethernet 通常为 1。

• 协议类型（Protocol Type）：表示要解析的协议类型，IPv4 为 0x0800。

• 硬件地址长度（Hardware Address Length）：MAC 地址长度，通常为 6 字节。

• 协议地址长度（Protocol Address Length）：IP 地址长度，通常为 4 字节。

• 操作（Operation）：表示请求或响应，1 表示 ARP 请求，2 表示 ARP 响应。

• 发送者硬件地址（Sender Hardware Address）：发送者的 MAC 地址。

• 发送者协议地址（Sender Protocol Address）：发送者的 IP 地址。

• 目标硬件地址（Target Hardware Address）：目标设备的 MAC 地址（请求时为空）。

• 目标协议地址（Target Protocol Address）：目标设备的 IP 地址。

以上图片来源于网络

1.3 ARP 的常见应用

• 网络通信：在局域网中，主机间的数据传输需要依赖 MAC 地址，ARP 协议通过提供 IP 地址与 MAC 地址之间的映射来实现数据包的正确转发。

• ARP 缓存攻击：ARP 协议存在一定的安全风险，攻击者可以通过伪造 ARP 响应（ARP 欺骗），将错误的 MAC 地址映射到合法的 IP 地址，导致中间人攻击（MITM）。

二. 什么是 RARP

RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）是与 ARP 功能相反的协议。RARP 主要用于 将 MAC 地址转换为 IP 地址。这种协议通常用于那些无法自行配置 IP 地址的设备，特别是在早期的计算机和嵌入式设备中，它们可能没有持久存储空间来保存配置的 IP 地址，需要通过网络动态获取。

2.1 RARP 的工作原理

1. RARP 请求：设备 A（比如一个硬盘驱动器或嵌入式设备）通过广播 RARP 请求消息，要求网络中的 RARP 服务器告诉它自己对应的 IP 地址。

2. RARP 响应：网络中的 RARP 服务器（通常是网络中的一台主机或路由器）接收到请求后，查找其 ARP 表或配置文件，找到设备 A 对应的 IP 地址，然后将这个 IP 地址通过 RARP 响应发送回设备 A。

3. IP 地址分配：设备 A 收到响应后，可以使用该 IP 地址继续进行通信。

2.2 RARP 的局限性

• RARP 的不足：RARP 只能将 MAC 地址映射到 IP 地址，并且只支持从设备请求 IP 地址，它无法提供 IP 地址的管理、分配等功能，因此它已经被更先进的 DHCP（动态主机配置协议）所取代。

• 依赖服务器：RARP 需要一个 RARP 服务器来完成 IP 地址的分配，服务器必须提前配置好每个设备的 MAC 地址与 IP 地址的映射。

2.3 ARP 和 RARP 的区别

1. 功能不同：

   • ARP 用于将 IP 地址转换为 MAC 地址（请求方知道 IP 地址，目标是 MAC 地址）。

   • RARP 用于将 MAC 地址转换为 IP 地址（请求方知道 MAC 地址，目标是 IP 地址）。

2. 使用场景：

   • ARP 广泛用于正常的 IP 层数据传输过程中。

   • RARP 在早期的计算机网络中用于那些没有持久存储来保存 IP 地址的设备（如无盘工作站）获取 IP 地址，但已被 DHCP（动态主机配置协议）所替代。

3. 协议应用：

   • ARP 是用于局域网中设备之间的通信，网络中的每个设备都可以使用 ARP 解析其目标设备的物理地址。

   • RARP 主要用于特定设备（如硬盘或嵌入式设备）通过网络获取其 IP 地址，并且需要一个 RARP 服务器。

三. 总结

• ARP（地址解析协议） 是用来将 IP 地址 映射为 MAC 地址 的协议，是局域网中不可或缺的一部分，主要用于主机间通信时获取目标设备的物理地址。

• RARP（反向地址解析协议） 则是用来将 MAC 地址 映射为 IP 地址，通常用于没有配置 IP 地址的设备获取网络配置，但由于其局限性，RARP 已经被 DHCP 替代。

作者：神的孩子都在歌唱 本人博客：https://blog.csdn.net/weixin_46654114 转载说明：务必注明来源，附带本人博客连接。