以太网ARP协议解析

一、什么是ARP协议

        ARP协议，全称是Address Resolution Protocol，即地址解析协议。

        ARP协议的作用，就是在已知目标设备的IP地址但是不知道其MAC地址的时候，根据IP地址，获取到其MAC地址，以便组成完整的IP包进行通信。

        完整的IP数据包，由目标MAC、源MAC、目标IP、源IP等等信息组成。关于IP协议包部分，后面我们再讨论，本文只讨论怎么根据IP地址获取MAC地址。

        完整的ARP协议包含两部分，ARP请求和ARP应答。

        下图是ARP请求的示意图，主机AIP地址为192.168.1.102，需要获取192.168.1.10这个IP地址的设备的MAC地址，便会以单播的形式发送ARP请求包。

        下图是ARP应答的示意图。主机B的IP地址刚好为192.168.1.10，那么他收到ARP请求包后，会返回ARP应答包，该数据包中包含主机B的MAC地址。

二、ARP 协议结构

        ARP数据包的格式如下图：

具体解析如下：

        这里需要注意的是，由于以太网协议中有效数据最少是46字节，而ARP数据包总共为28字节，因此为了满足以太网传输的要求，需要填充18个字节的数据（一般填充0x00）。

三、ARP协议在以太网协议中的组帧

根据以太网协议的格式，参考文章：

以太网帧格式解析-CSDN博客https://blog.csdn.net/yindq1220/article/details/138027595?spm=1001.2014.3001.5502将ARP数据摆放到以太网协议中，形成下图的格式。

 准确的字段描述可以参考下表：

四、实际举例

        下图是从wiresharkz中抓包的ARP请求和ARP应答包。

        主机192.168.10.151请求主机192.168.10.100的MAC地址。然后主机192.168.10.100返回其MAC地址为E880_88BA_9F36。

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ARP请求包的具体数据如下：

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将数据带入到ARP协议的以太网帧中，表示如下：

ARP应答包具体数据如下：

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将数据带入到ARP协议的以太网帧中，表示如下：

        PS.在wireshark抓包中，未抓取网卡处理前的数据，只抓取了网卡处理后的数据。所以我们在报文中没有看到前导码+帧起始界定符+校验序列（此三部分字段一般在网卡的MAC控制器中处理）。