ARP协议与RARP协议的对比分析

作者:课课家教育更新于： 2019-02-27 15:41:24

      在Internet协议当中有着ARP协议与RARP协议着两个协议，它们的中文分别为地址解析协议和与反向地址解析协议。ARP协议只用在局域网中，它用来将IP地址解析为MAC地址;RARP协议则刚好相反，它将MAC地址解析成为对应的IP地址，现在已很少单独使用。

　　ARP协议是为了在链接层中传输的datagram只能识别MAC地址，所以只能将IP地址转换为MAC物理地址再进行传输和定向;RARP协议是为了获取无磁盘操作系统的IP地址而设计的。具有本地磁盘的系统通常是从磁盘中的配置文件中读取IP地址的，但是无盘系统无法这样操作，所以就需要将MAC地址转换成IP地址了。

　　ARP协议

　　在通常情况下，当我们访问一个机器的时候一定可以知道它的逻辑地址，而物理地址就不一定知道。如果不知道物理地址那么就不能把网络层的数据包封装成MAC帧，完不成通信。ARP协议正是为了解决这个问题而设置的。

　　1.ARP协议的工作过程

　　在以太网(ARP协议只适用于局域网)中，如果本地主机想要向某一个IP地址的主机(路由表中的下一跳路由器或者直连的主机，注意此处IP地址不一定是IP数据报中的目的IP)发包，但是并不知道其硬件地址，此时利用ARP协议提供的机制来获取硬件地址，具体过程如下：

　　（1）本地主机在局域网中广播ARP请求，ARP请求数据帧中包含目的主机的IP地址。意思是“如果你是这个IP地址的拥有者，请回答你的硬件地址”。

　　（2）目的主机的ARP层解析这份广播报文，识别出是询问其硬件地址。于是发送ARP应答包，里面包含IP地址及其对应的硬件地址。

　　（3）本地主机收到ARP应答后，知道了目的地址的硬件地址，之后的数据报就可以传送了。

　　点对点链路不使用ARP协议。

　　2.ARP高速缓存

　　缓存的思想无处不在。IP地址对应MAC物理地址，ARP Cahe中存储的就是这些mappings。有缓存自然就会有timeout,当过了某个时间间隔后，缓存就会被清除，否则缓存无限制增长是件非常可怕的事。每个主机都有一个ARP高速缓存表，这样避免每次发包时都需要发送ARP请求来获取硬件地址。默认老化时间是20分钟。利用arp -a命令可以查看显示系统中高速缓存的内容。

　　Windows下“arp -d”命令可以清除arp高速缓存表。

　　有时候需要手动清除arp缓存，曾经就是因为arp缓存没有做清理，导致迷惑了很久。遇到的问题：

　　（1）制作了一个写路由器MAC地址的工具，每次写完MAC地址，重启路由器，会发现无法telnet登陆路由器。IP地址没变，但是MAC地址更改了，而ARP缓存表中IP地址映射的仍然是旧的MAC地址。

　　（2）类似的问题，有两个路由器具有相同的IP地址。先连接一个路由器，登陆成功后，再去连接另一台路由器，却发现登陆不了。

　　3.ARP协议的数据格式

      ARP协议的数据格式如图1所示。

图1 ARP协议的数据格式

　　·硬件类型：占2个字节，发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为l。

　　·协议类型：占2个字节，发送方提供的高层协议，IP协议为0800。

　　·操作：占2个字节，ARP请求(1)，ARP 晌应(2)，RARP 请求(3)，RARP响应(4) 。

　　·协议长度：占1个字节，高层协议地址长度。

　　·发送方MAC地址：占6个字节，发送方硬件地址。

　　·目标MAC地址：占6个字节，接收方硬件地址。

　　·硬件地址长度：占l个字节，常用值为6。

　　RARP协议

　　RARP协议往往用于无盘工作站环境。因为主机没有外存，本地不能存放IP地址，所以需要一个RARP服务器来存放田地址和硬件地址的对应关系。当一台主机想要上Intemet网时，它需要用自己网卡上的硬件地址到RARP服务器上取回自己的IP地址。

　　1.RARP协议的工作原理

　　(1)主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址。

　　(2)本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址。

　　(3)如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用。

　　(4)如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应。

　　(5)源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进行通讯;如果一直没有收到RARP服务器的响应信息，表示初始化失败。

　　2.RARP的格式

      RARP协议的格式和ARP协议的格式一样，如图2所示。

图2 RARP的格式

　　3.RARP服务器在设计上的复杂性

　　RARP服务器的复杂性在于服务器一般要为多个主机提供硬件地址到IP地址的映射。更为复杂的是，RARP请求作为一个特殊类型的以太网数据帧来传送。这说明RARP服务器必须能够发送和接收这种类型的以太网数据帧。

　　RARP还有一个机制，就是在每个网络中都有多个RARP server。这可能是为了增大可靠性，是用的主从服务器的设计理念。源地址一般只接受第一个RARP reply。有多个服务器，自然也就可能出现冲突。所以RARP server是这样设计的:一般有一个主服务器是接收到request后立刻发送RARP reply，没有发送延迟;而其他的服务器即使接收到了request，也会在一个随机的发送延迟后才能发送reply,而且一般是在短时间内收到重复的第二个request才可以发送reply。因为如果这些次要的服务器都收到了第二次相同的request,那么这种情况一般是主服务器挂了。

　　ARP与RARP的比较

　　1.相同点

　　对于ARP与RARP，request是广播，而reply是单播。

　　2.不同点

　　（1）协议的目的完全不同。在总述中已经说明。

　　（2）发送ARP packet的是路由器，而RARP不是。

　　（3）ARP server在kernel中，而RARP是一个用于进程。

　　通过以上的概述可知，ARP是设备通过自己知道的IP地址来获得自己不知道的物理地址的协议，而RARP则是通过知道自己的物理地址来获得自己不知道的IP地址的协议，这两个可以说是互为相反的两个协议。用A、B作为例子来解释就是ARP通过知道A可以推断出B，RARP则是通过知道B而可以推断出A。

      以上就是本文对额所有内容了，感谢大家的阅读!前往课课家教育课可查询更多的相关知识，另外，还有海量的有关计算机的网络课程可供大家学习哟!