一、什么是ARP协议？作用是什么？

  ARP（Address Resolution Protocol），地址解析协议，是一种TCP/IP协议中的网络层协议，通过发送目标主机IP地址给目标主机来获取目标主机的MAC地址。

二、ARP请求与ARP应答

  ARP协议中ARP请求和ARP应答大致过程如下：
  Step 1：首先，源主机知道目的主机的IP地址，那么，源主机向主机发送自己的MAC地址和IP地址以及目的主机的MAC地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF）和IP地址，告诉目的主机：我知道你的IP地址，我现在把目的主机IP地址发送给你，你能帮我找找这个IP地址对应的MAC地址吗？这个过程称之为ARP请求。
  Step 2：然后，目的主机接收到了来自源主机的ARP请求，目的主机根据接收到的目的主机IP地址，找到对应的MAC地址，然后目的主机向源主机发送MAC地址，告诉源主机：好的，已经接收到了你的ARP请求，根据你发送的目的主机IP地址，我找到了目的MAC地址，我现在发送给你。这个过程称之为ARP应答。
  Step 3：最后，源主机与目的主机就可以根据源主机的MAC地址（已知的）、源主机的IP地址（已知的）以及目的主机的MAC地址（已知的）和目的主机的IP地址（获得的）建立起通信，进行数据的传输。

三、以太网ARP数据报格式

  对于以太网UDP协议，其传输数据时的数据包格式如下，这在上文《协议篇之以太网UDP协议》中讲过。

  那么，由于以太网ARP协议属于网络层（IP层），也就是说在进行ARP请求或者是进行ARP应答的过程中，我们发送的ARP请求与ARP应答，只是把原本的网络层（IP层）的数据报格式替换为ARP数据报格式，如下：

  在这里，MAC层的数据段就是ARP数据报。ARP数据报中各段含义如下：

• 硬件类型：2Byte，1表示以太网接口；
• 协议类型：2Byte，上层协议的类型，ARP上层协议为IP协议，因此该协议类型为IP协议，其值为0x8000；
• 硬件地址长度：1Byte，MAC地址长度，为0x6；
• 协议地址长度：1Byte，IP地址长度，为0x4；
• 操作码：2Byte，表示该数据报是ARP请求还是ARP应答，1表示ARP请求，0表示ARP应答；
• 源MAC地址：6Byte，源主机的MAC地址，比如：ca-ef-1e-a1-23-45；
• 源IP地址：4Byte，源主机的IP地址，比如：192.168.1.2；
• 目的MAC地址：6Byte，目的主机的MAC地址，在ARP请求时，由于我们暂时不知道目的主机的MAC地址，所以发送的MAC地址设置为48’hff_ff_ff_ff_ff_ff，即广播地址；
• 目的IP地址：4Byte，目的主机的IP地址；

四、总结

  那么，关于TCP/IP协议中的ARP协议，可以总结以下几点：

• ARP协议属于网络层协议，不管是ARP请求还是ARP应答，其实就是相当于原本在网络层（IP层）传输的是IP数据报，那么在进行ARP请求或ARP应答时传输的是ARP数据报；
• ARP协议通过广播ARP请求，询问目标节点的MAC地址，目标节点在接收到ARP请求后，向请求方返回一个ARP应答，包含其MAC地址；

  好了，以上就是关于ARP协议的一些基础概念和ARP数据报格式的学习笔记，欢迎评论区友好交流批评指正！！！