一份学霸级的ARP学习笔记！引起众多网工纷纷收藏！( 二 ) _ARP

ARP协议的核心就是对缓存表的操作，发送数据包的时候，查找ARP缓存表以得到对应的MAC地址，在ARP缓存表中的TTL即将过期的时候更新缓存表以保证ARP表项有效，此外ARP协议还需要不断处理来自局域网中其他主机的ARP请求。
如果两台电脑不在一个网段，电脑查询自己的路由表，知道如果想和博客主机通信则必须通过网关（gateway）来中转，所以会在与网关直连的网卡上请求网关的MAC地址，因为电脑要把发给PC2主机的数据先发给网关，当合法以太帧到达网关并且顺利接收，网关会将数据递交给IP层，IP层查询路由表，找到与博客主机直连的接口（假设是直连的，实际上肯定不是直连的），网关会发一个ARP请求到博客主机上，请求它的MAC地址，网关收到应答后将建立新的ARP表项并将开始维护ARP缓存表，然后完成最终的通信。
APR缓存表有一定的时限性,因为ARP是动态处理的，ARP表项的生存时间是一般为5-10分钟（LwIP中默认是5分钟），而ARP请求的等待时间是5秒钟，当这些时间到达后，就会更新ARP表项，如果在物理链路层无法连通则会删除表项, 另外电脑重启的话ARP缓存表会被清空。因此每个协议栈的实现都必须维护着一个定时器（超时机制）来管理ARP缓存表，在必要的时候更新及删除ARP表项，关于怎么处理的就不多追究，有兴趣的可以看LwIP的etharp_tmr源码。
ARP报文
ARP报文格式如下:
当ARP报文封装在以太网帧中,格式：
在ARP首部一开始的 2个字节存储的是硬件类型，表示要知道目标网卡的硬件类型，其中，值为 1 表示以太网地址；接下来还有 2字节的协议类型，其中，0x0800 表示IP协议，其他还可能是 ICMP/IGMP协议等；接下来有 1个字节表示硬件地址长度，指出该报文中硬件地址的长度，对于以太网硬件类型，它的值为6；还有 1字节的协议地址长度，如果是ARP协议、IP协议等，该值为4；ARP首部最后的op字段用于记录ARP操作的类型，分别是：

ARP请求，其值为1 。
ARP应答，其值为2 。
RARP请求，其值为3 。
RARP应答，其值为4 。

ARP协议总结

ARP（Address Resolution Protocol）即地址解析协议，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。
在网络通信中，主机和主机通信的数据包需要依据OSI模型从上到下进行数据封装，当数据封装完整后，再向外发出。所以在局域网的通信中，不仅需要源目IP地址的封装，也需要源目MAC的封装。
一般情况下，上层应用程序更多关心IP地址而不关心MAC地址，所以需要通过ARP协议来获知目的主机的MAC地址，完成数据封装。

来源：https://www.cnblogs.com/Courage129/p/14322842.html