ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议， 用于实现从 IP 地址到 MAC 地址的映射，即询问目标IP对应的MAC地址。
工作过程
当主机A要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址解析成主机B的MAC地址，以下为工作流程：
- 根据主机A上的路由表内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址，然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
- 如果主机A在ARP缓存中没有找到映射，它将询问B的IP地址对应的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，它将丢弃ARP请求。
- 主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
- 主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
- 当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的，一般为20分钟，生存期结束后，将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。
ARP表项
ARP表中记录了一些IP地址与物理地址的映射，在arp表中，我们可以看到一个Flags字段，该字段有C、M、P三种取值：
- C： 表明arp条目为通过ARP请求动态获取，有生存期，可覆盖
- M：表明arp条目为手动设置，永久，不覆盖
- P： 表示Publish，表示该ARP条目可以用于恢复其他主机的ARP请求。（用于ARP代理）
ARP帧格式
报文以太帧（64字节)
| 前同步码* | 帧开始界定符* | 源MAC地址 | 目的MAC地址 | ARP报文类型 | 报文内容 | Padding | CRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7字节* | 1字节* | 6字节 | 6字节 | 2字节(0x0806) | 28字节 | 18字节 | 4字节 |
ARP请求报文为广播报文，以太帧目的MAC地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF.
报文内容（28字节）
以下以IPv4地址解析为例
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| 硬件类型 | 2字节 | 表示ARP报文可以在哪种类型的网络上传输，值为1时表示为以太网 |
| 协议类型 | 2字节 | 硬件地址要映射的协议地址类型，映射IPv4地址的值为0x0800 |
| MAC地址长度 | 1字节 | 标识MAC地址长度，以字节为单位，值为6 |
| IP地址长度 | 1字节 | 标识IPv4地址长度，以字节为单位，值为4 |
| 操作类型 | 2字节 | 指定本次ARP报文类型。1标识ARP请求报文，2标识ARP应答报文 |
| 源MAC地址 | 6字节 | 发送设备的硬件地址 |
| 源IP地址 | 4字节 | 发送方设备的IP地址 |
| 目的MAC地址 | 6字节 | 接收方设备的硬件地址，ARP请求报文中为00:00:00:00:00:00，表示未知 |
| 目的IP地址 | 4字节 | 接受方的IP地址 |
ARP协议属于哪一层？
- ARP协议的功能最终是获取到MAC信息，服务于链路层，从这点考虑，ARP是链路层协议
- ARP和IP协议都是基于以太帧协议的封装，它们在以太帧协议里面有独立的Type类型，前者是0x0806，后者是0x0800，IP协议是网络层，ARP协议也应该是网络层
