ARP请求分组格式

ARP的分组格式
在以太网上解析IP地址时， ARP请求和应答分组的格式如图3所示（ ARP可以用于其他类型的网络，可以解析IP地址以外的地址。紧跟着帧类型字段的前四个字段指定了最后四个字段的类型和长度）。

    以太网报头中的前两个字段是以太网的源地址和目的地址。目的地址为全1的特殊地址是广播地址。电缆上的所有以太网接口都要接收广播的数据帧。两个字节长的以太网帧类型表示后面数据的类型。对于ARP请求或应答来说，该字段的值为0x0806。
    硬件类型和协议类型用来描述ARP分组中的各个字段。例如，一个ARP请求分组询问协议地址（IP地址）对应的硬件地址（以太网地址）。
    硬件类型字段表示硬件地址的类型。它的值为1即表示以太网地址。

    协议类型字段表示要映射的协议地址类型。它的值为0x0800即表示IP地址。它的值与包含IP数据报的以太网数据帧中的类型字段的值相同，这是有意设计的。

    接下来的两个1字节的字段是【硬件地址长度】和【协议地址长度】，分别指出硬件地址和协议地址的长度，以字节为单位。对于以太网上IP地址的ARP请求或应答来说，它们的值分别为6和4。

    操作字段（op）指出四种操作类型：ARP请求（值为1）、ARP应答（2）、RARP请求（3）和RARP应答（4）。这个字段必需的，因为ARP请求和ARP应答的帧类型字段值是相同的。

    接下来的四个字段是发送端的硬件地址（以太网地址）、发送端的协议地址（IP地址）、目的端的硬件地址和目的端的协议地址。注意，这里有一些重复信息：在以太网的数据帧报头中和ARP请求数据帧中都有发送端的硬件地址。
    应答过程：当本机收到一份目的地址为本机地址的ARP请求报文后，它就把本机硬件地址填进去，然后用两个本机地址替换掉两个发送端地址，再把操作字段置为2（应答），最后把应答报文发送回去。

下图所示为一段TCPdump捕获的报文信息：

    我们删除了TCP dump命令输出的最后四行，因为它们是结束连接的信息，与这里讨论的内容不相关。

    在第1行中，源端主机（bsdi）的硬件地址是0:0:c0:6f:2d:40。目的端主机的硬件地址是ff:ff:ff:ff:ff:ff，这是一个以太网广播地址。电缆上的每个以太网接口都要接收这个数据帧并对它进行处理。

    第1行中紧接着的一个输出字段是ARP，表明帧类型字段的值是0x0806，说明此数据帧是一个ARP请求或回答。

    在每行中，单词ARP或 IP后面的值60指的是以太网数据帧的长度。由于ARP请求或回答的数据帧长都是42字节（28字节的ARP数据，14字节的以太网帧头），因此，每一帧 都必须加入填充字符以达到以太网的最小长度要求：60字节。

    这个最小长度60字节包含14字节的以太网帧头，但是不包括4个字节的以太网帧尾。有一些书把最小长度定为64字节，它包括以太网的帧尾。大多数的设备驱动程序或接口卡自动地用填充字符把以太网数据帧充满到最小长度。第3，4和5行中的IP数据报（包含TCP段）的长度都比最小长度短，因此都必须填充到60字节。

    第1行中的下一个输出字段arp who-has表示作为ARP请求的这个数据帧中，目的IP地址是svr4的地址，发送端的IP地址是bsdi的地址。TCP dump打印出主机名对应的默认IP地址。
    从第2行中可以看到，尽管ARP请求是广播的，但是ARP应答的目的地址却是bsdi （0:0:c0:6f:2d:40）。ARP应答是直接送到请求端主机的，而是广播的。
TCP dump打印出arp reply的字样，同时打印出响应者的主机名和硬件地址。
第3行是第一个请求建立连接的TCP段。它的目的硬件地址是目的主机(svr4)。我们 将在第1 8章讨论这个段的细节内容。
在每一行中，行号后面的数字表示TCP dump收到分组的时间（以秒为单位）。除第1行外，其他每行在括号中还包含了与上一行的时间差异（以秒为单位）。从这个图可以看出，发送ARP请求与收 到ARP回答之间的延时是2.2 ms。而在0.7 ms之后发出第一段TCP报文。在本例中，用ARP进行动态地址解析的时间小于3ms。
最后需要指出的一点，在TCP dump命令输出中，我们没有看到svr4在发出第一段TCP报文（第4行）之前发出的ARP请求。这是因为可能在svr4的ARP高速缓存中已经有 bsdi的表项。一般情况下，当系统收到ARP请求或发送ARP应答时，都要把请求端的硬件地址和IP地址存入ARP高速缓存。在逻辑上可以假设，如果请 求端要发送IP数据报，那么数据报的接收端将很可能会发送一个应答。