地址解析协议（通常称为 ARP）是 Internet 协议 (IP) [RFC826]（具体为 IPv4）使用的协议，用于将 IP 网络地址映射到数据链路协议使用的硬件地址。它是 IP 网络不可或缺的一部分，可确保数据在这些网络上成功传输。
地址解析协议 (ARP) 的演变和首次提及
ARP 最早是在 RFC 826 中定义的，这是一篇征求意见文章，由互联网工程任务组 (IETF) 于 1982 年 11 月发布。RFC 系列是自 1969 年开始的一系列有关互联网的技术和组织说明。这些说明讨论了计算机网络的各个方面，包括协议、过程、程序和概念，以及会议记录、意见，有时还有幽默。
美国计算机科学家 David C. Plummer 在麻省理工学院工作期间开发了 ARP。该协议自首次推出以来基本保持不变，证明了其核心设计原则的持久价值。
扩展地址解析协议 (ARP)
ARP 用于将 IP 地址转换为媒体访问控制 (MAC) 地址。MAC 地址是分配给网络接口的唯一标识符，用于在物理网段上进行通信。当设备想要将数据包发送到同一网络上的另一台设备时，它需要知道接收者的 MAC 地址。
如果发送设备知道接收者的 IP 地址（这对于任何类型的直接 IP 通信都是必需的），但不知道 MAC 地址，它将发送广播 ARP 请求数据包。此请求本质上是问“谁有这个 IP 地址，你的 MAC 地址是什么？”具有请求的 IP 地址的设备将发送带有其 MAC 地址的 ARP 回复数据包。发送方收到此回复后，可以使用提供的 MAC 地址将数据包发送给接收方。
地址解析协议（ARP）的运作机制
ARP 主要分为四个步骤：
- 发送方向同一网段内的所有设备广播ARP请求数据包。
- 具有匹配 IP 地址的设备接收请求并使用包含其 MAC 地址的 ARP 回复数据包进行回复。
- 发送方接收 ARP 回复数据包，并将 IP-MAC 地址关联存储在其 ARP 缓存中以供将来使用。
- 发送方现在可以使用其 MAC 地址直接将数据发送给接收方。
ARP 的功能取决于每个设备维护一个 ARP 缓存 - 一小块内存，用于存储最近的 IP 到 MAC 地址映射，以减少广播 ARP 请求的需要。
地址解析协议 (ARP) 的主要功能
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地址映射： ARP主要用于将网络层地址（IP地址）映射到链路层地址（MAC地址）。
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网络独立性： ARP 被设计为支持任何网络层和数据链路层。该协议不依赖于任何特定的网络拓扑或地址格式。
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缓存存储： 每个设备都维护一个 ARP 缓存来存储 IP 到 MAC 地址的映射，通过减少广播 ARP 请求的需求来显著提高效率。
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广播请求： ARP请求会广播到同一网段内的所有设备，确保IP地址匹配的设备能够应答。
地址解析协议 (ARP) 的类型
ARP 有几种类型：
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地址解析协议（ARP）： 用于 IP 到 MAC 地址映射的标准 ARP 协议。
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代理 ARP： 一种技术，通过该技术，给定网络上的设备可以回答不在该网络上的网络地址的 ARP 查询。
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免费 ARP： 这是一种 ARP，不用于将 IP 解析为 MAC 地址，但通常用于重复地址检测。
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反向 ARP (RARP): 一种协议，局域网中的物理机器可以通过该协议请求从网关服务器的 ARP 表或缓存中了解其 IP 地址。
| ARP 类型 | 描述 |
|---|---|
| ARP | 标准 IP 到 MAC 地址映射 |
| 代理 ARP | 回答网络上不存在的网络地址的 ARP 查询 |
| 免费ARP | 用于重复地址检测 |
| 远程地址解析协议 | 请求从网关服务器的 ARP 表中了解其 IP 地址 |
地址解析协议 (ARP) 实践：用途、问题和解决方案
ARP 广泛应用于以太网，需要将 IP 地址转换为以太网 MAC 地址。然而，其广播特性可能成为安全漏洞的来源。例如，ARP 欺骗攻击可使恶意用户将其 MAC 地址与合法用户的 IP 地址关联起来。
有多种方法可以防止或减轻 ARP 欺骗攻击，包括：
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静态 ARP： 管理员可以在 ARP 缓存中创建静态条目，这些条目不能被传入的 ARP 数据包更改。
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ARP 检查： 可以配置设备以在更新 ARP 缓存之前检查 ARP 数据包并验证其数据。
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安防措施： 可以使用动态 ARP 检测 (DAI) 等协议来防止 ARP 欺骗。DAI 会拦截、记录和丢弃具有无效 IP 到 MAC 地址绑定的 ARP 数据包。
与类似协议的比较
虽然 ARP 用于在 IPv4 网络中将 IP 地址映射到 MAC 地址，但 IPv6 网络使用类似的协议，称为邻居发现协议 (NDP)。
| 协议 | 网络类型 | 主要功能 |
|---|---|---|
| ARP | IPv4 | IP 到 MAC 地址解析 |
| 新民主党 | IPv6 | IP 到 MAC 地址解析 |
未来前景：不断发展的 ARP 技术
随着 IPv6 的普及，ARP 的作用可能会逐渐减弱，因为 IPv6 使用邻居发现协议 (NDP) 进行地址解析。不过，IPv4 和 ARP 仍然被广泛使用，并且在可预见的未来，这两者可能仍将是网络基础设施的重要组成部分。
此外，ARP 安全措施的持续发展，例如动态 ARP 检查 (DAI) 和安全 ARP (S-ARP)，表明 ARP 的安全性和功能将不断增强。
ARP 和代理服务器
代理服务器可以在其运行中利用 ARP，特别是在它们充当其他网络的网关的情况下。代理 ARP 是一种技术，其中代理服务器响应针对另一台机器的 ARP 请求。通过这样做，它有效地使两个网络在两侧的主机上看起来像一个网络。这样，代理服务器就可以在不同网络之间路由流量，从而增强连接性和安全性。
相关链接
有关 ARP 的更多信息，请参阅以下资源：
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