检测IP地址冲突的幕后英雄：免费ARP，一分钟了解一下 _IP地址冲突

概述在日常工作中，我们会经常遇到IP冲突问题，尤其在使用静态IP的小型网络中，更是常见。究其原因，是因为人的思维在某些场景中是类似的，总有人也想要和你使用一样的IP 。解决IP地址冲突需要专业设备和特殊配置，大部分时候我们都没有这样的条件，所以遇到IP地址冲突时，我们基本上都会在办公室吼上一嗓子：“谁用192.168.1.xx这个地址，我正在用呢！” 。要是有回应还好，要是没回应，基本你只能换个地址了， IP地址冲突问题很难排查。

文章插图
IP地址冲突
如何解决IP地址冲突，我们今天不做介绍，留在后续的文章里详述。咱们今天来看看PC是如何检测IP地址冲突的，了解其原理，会对我们以后的工作有帮助。
那PC是如何检测IP地址冲突的呢？这就涉及到一种特殊ARP：免费ARP ，我们需要了解其工作原理。
免费ARP工作原理免费ARP ，英文名称是Gratuitous ARP ，听起来有点奇怪，让人忍不住想：难道ARP还有收费的吗？其实是没有的， Gratuitous翻译为免费不太准确，其更好的说法应该是：PC在没有人询问的情况下，自问自答。
听起来还是有点不好理解，不过我们先看看正常ARP和免费ARP的工作流程，看过以后，就会明白了！
正常ARP工作流程
关于正常的ARP工作流程，相信大部分人都有所了解，我们用下面的例子做简单的描述：

文章插图
正常ARP工作原理
假设3台PC都在一个VLAN里，并且它们都配置相同的网段， PC1想要访问PC2 ，必须先要获取到PC2的mac地址：

PC1首先会发送ARP Request来请求PC2的MAC地址：“who has 10.1.1.2, tell 10.1.1.1”；
PC2收到以后，就会发送ARP Reply：“10.1.1.2 is at 00-00-00-22-22-22”；
PC1收到这个Reply ，会记录在自己的ARP表项中，以后向PC2发送的所有数据，目的MAC地址都会使用这个值进行填充。

这就是正常的ARP工作原理，是不是很熟悉呢？我们再来看看免费ARP的工作原理。
免费ARP工作原理
免费ARP是何时发送的呢？大部分都是在PC想要使用某个IP地址的时候。不论是手工配置还是通过DHCP获取IP ， PC在正式使用IP地址之前，都会发送免费ARP ，以确认这个IP是可用的。
我们还是以一个例子来阐述：

文章插图
免费ARP
假设3台PC都在一个VLAN里， PC2已经配置10.1.1.1/24这个地址，由于某种原因， PC1也想使用10.1.1.1/24这个地址：

在PC1配置10.1.1.1/24时，就会发送一个特殊的ARP Request报文，请求自己的MAC地址：“who has 10.1.1.1, tell 10.1.1.1”；
如果PC1没有收到任何的ARP Reply ，则说明网络中没有人使用10.1.1.1这个地址， PC1可以正常使用；
但是如果PC1收到ARP Reply ，例如这个例子中， PC2会给PC1回复ARP Reply ，则表明在这个网络中，已经有人使用这个地址，有地址冲突了， PC1需要换别的地址。

是不是也觉得不复杂呢？上面的描述，用一句话概括就是：免费ARP收到回复就表明有冲突，没有收到回复就可以正常使用。
看到这里会不会有点疑问，免费ARP和正常的ARP如何区别呢？什么样的ARP才能被称为免费ARP呢？我们来看下面的内容。
如何区分免费ARP和正常ARP？其实想要区分免费ARP和正常ARP ，只需要看它们的报文内容就可以了，如下图：正常的ARP报文，发送者IP和目标IP是不一样的，目标IP填写是目的PC的IP地址；