ARP协议是什么？有什么作用？

ARP协议全称是地址解析协议(Address Resolution Protocol)。它的作用是将IP地址解析成MAC地址,用于实现网络层与数据链路层的地址转换。
ARP协议有以下主要作用:

1. 实现IP地址和MAC地址的映射和转换。IP地址在网络层使用,MAC地址在数据链路层使用,ARP负责二者的对应关系。
2. 当主机要与同一子网中的其他主机通信时,需要获取其他主机的MAC地址。ARP负责这个查找和获取过程。
3. ARP维持着一个ARP缓存,用于存储IP地址和MAC地址的对应条目,当需要地址解析时,可以直接在缓存中查找,提高效率。

ARP协议工作过程如下:

1. 当主机A要与IP地址为B的主机通信时,它先在自己的ARP缓存中查找B的MAC地址。
2. 如果没有找到,主机A会构造一个ARP请求报文,其中包含主机B的IP地址,并进行ARP广播。
3. 网络中的所有设备都会接收到ARP广播报文。主机B会检查报文中是否包含自己的IP地址。
4. 主机B发现报文中的IP地址是自己的,则回复一个ARP应答报文,其中包含自己的MAC地址。
5. 主机A收到ARP应答报文后,会在ARP缓存中添加一条IP地址B与其MAC地址的对应条目。
6. 此后主机A要与主机B通信,可以直接在ARP缓存中查找到对应关系,无需再广播。
7. ARP缓存中的对应关系会在一定时间后过期失效,需要重新发现。
   ARP协议实现了IP地址和MAC地址的动态映射,它是IP数据报在以太网传输的基础。理解ARP协议有助于我们学习TCP/IP网络编程。