ARP报文头部格式和请求流程

ARP头部格式

格式说明：

• 硬件类型：16位字段，用来定义运行ARP的网络类型。每个局域网基于其类型被指派一个整数。例如：以太网的类型为1。ARP可用在任何物理网络上。
• 协议类型：16位字段，用来定义使用的协议。例如：对IPv4协议这个字段是0800。ARP可用于任何高层协议
• 硬件地址长度：8位字段，用来定义物理地址的长度，以字节为单位。例如：对于以太网的值为6。
• 协议地址长度：8位字段，用来定义逻辑地址的长度，以字节为单位。例如：对于IPv4协议的值为4。
• 操作码：16位字段，用来定义报文的类型。已定义的分组类型有两种：ARP请求是1，ARP响应是2，RARP请求是3，RARP应答是4。
• 源硬件地址：这是一个可变长度字段，用来定义发送方的物理地址。例如：对于以太网这个字段的长度是6字节。
• 源逻辑地址：这是一个可变长度字段，用来定义发送方的逻辑（IP）地址。例如：对于IP协议这个字段的长度是4字节。
• 目的硬件地址：这是一个可变长度字段，用来定义目标的物理地址，例如，对以太网来说这个字段位6字节。对于ARP请求报文，这个字段为全0，因为发送方并不知道目标的硬件地址。
• 目的逻辑地址：这是一个可变长度字段，用来定义目标的逻辑（IP）地址，对于IPv4协议这个字段的长度为4个字节。

在以太网中发送ARP请求的时候，以太头的源MAC地址为本地MAC，目的MAC地址为全f；ARP中的源MAC为本地MAC，源IP是本机的IP，目的MAC为0，目的IP为请求的IP地址

ARP请求流程

A主机向请求B主机MAC地址时，会先判断A、B是否属同一网段，分别采用不同的方式发送ARP请求。

• 同一网段

1. A发送ARP广播，交换机学习A的MAC地址，并泛洪。
2. B收到ARP包后发送ARP单播给A，同时交换机学到B的MAC地址，随后A学到B的MAC地址

• 跨网段

1. A发送ARP广播，请求网关的MAC
2. 数据包改成：源：A IP，目的：B IP，源MAC：A MAC，目的MAC：网关MAC
3. A将ARP数据包发送给A的网关
4. A的网关查询路由表，修改数据包：源目IP不变，源MAC改成A网关的MAC，目的MAC改成下一跳的MAC，路由递归，最终到达B的网关
5. B网关查询到本机有B的MAC地址，原路返回B的MAC地址给A

如果AB属于同网段，但是A到B没有直连的路由，那么A也会走跨网段的流程，将数据包发送给网关处理。