5. ARP/RARP协议

5.1 ARP协议（地址解析协议 Address Resolution Protocol）

5.1.1 协议作用

ARP属于TCP/IP体系网络层协议，核心功能：根据已知IP地址，查询对应设备MAC物理地址。

1. 通信机制：发送ARP广播请求，全网询问目标IP对应的MAC；匹配主机单播回复自身MAC。
2. ARP缓存：本机维护IP-MAC映射缓存表，缓存存在生命周期，复用缓存可减少广播、节约网络资源。
3. 配套命令：系统提供ARP命令，支持查看缓存、手动添加/删除静态IP-MAC映射。

5.1.2 安全缺陷：ARP欺骗

ARP协议设计默认局域网主机互相信任，设备收到ARP应答报文不会校验报文真实性，会直接写入本地缓存。
攻击者可伪造虚假ARP应答包，篡改主机缓存映射，将目标IP指向攻击者MAC，导致数据转发至错误设备，实现中间人劫持、断网攻击。

5.1.3 ARP完整工作流程举例

环境参数：

• 主机A：IP 192.168.1.1，MAC 0A-11-22-33-44-01
• 主机B：IP 192.168.1.2，MAC 0A-11-22-33-44-02

A需要向B发起通信，解析流程共5步：

1. 主机A查询路由表，确认目标IP为192.168.1.2；检索本地ARP缓存，无该IP对应的MAC记录。
2. 主机A发送广播ARP请求帧，携带自身IP、MAC、目标IP；局域网所有主机接收报文，比对目标IP，不匹配则直接丢弃。
3. 主机B识别请求IP与自身一致，先把主机A的IP-MAC映射存入本地ARP缓存。
4. 主机B构造ARP回复报文，携带自身MAC地址，单播发送回主机A。
5. 主机A收到应答，更新ARP缓存保存B的IP-MAC映射；缓存超时后会重新发起ARP查询，此后即可正常向B发送IP数据包。

5.2 RARP协议（逆地址解析协议 Reverse Address Resolution Protocol）

5.2.1 协议作用

功能与ARP完全相反：已知本机MAC地址，反向查询对应的IP地址。
典型场景：无盘工作站、瘦终端开机仅拥有MAC地址，无预设IP，依靠RARP服务器分配IP。

5.2.2 RARP工作流程

1. 终端在局域网发送RARP广播请求，报文中携带自身MAC地址，向全网RARP服务器申请分配IP。
2. 网段内RARP服务器接收请求，检索本地预配置的MAC-IP映射表。
3. 若存在匹配记录，服务器单播发送响应报文，将对应IP下发给请求主机。
4. 若无匹配MAC记录，服务器不返回任何响应。

5.3 ARP与RARP核心对比

对比项	ARP	RARP
解析方向	IP地址 → MAC地址	MAC地址 → IP地址
依赖服务	无需专用服务器，主机点对点交互	必须部署RARP服务器
应用场景	日常局域网设备互访、网关通信	老式无盘终端开机获取IP（现已被DHCP替代）
报文发送	请求广播，应答单播	请求广播，应答单播