ARP與RARP都屬於網絡層協議，但是他們是爲了解決鏈路層的幀轉發問題，ARP的功能是將IP解析成MAC地址，而RARP則相反。
ARP
地址解析協議（Address Resolution Protocol），其基本功能爲透過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址。
① 首先，每個主機都有一個ARP列表，以緩存IP地址和MAC地址之間的對應關係。
②當源主機要發送數據時，首先檢查ARP列表中是否有對應的IP地址的目的地址的主機的MAC地址，如果有，則直接發送數據。如果沒有，則以廣播的形式向本子網所有主機發送ARP數據包，該數據包包括的內容有：源主機IP地址，源主機MAC地址，目的主機的IP地址。
③當本網段的所有主機收到該ARP數據包時，首先檢查數據包中的IP地址是否有自己的IP地址，如果沒有，則忽略該數據包。如果有，則首先從數據包中取出源主機的IP和MAC地址寫入到ARP列表中，如果已存在，則覆蓋，然後將自己的MAC地址寫入ARP響應包中，告訴源主機自己是它想要找的MAC地址。
④源主機收到ARP響應包後，將目的主機的IP和MAC地址寫入到ARP列表，並利用此信息發送數據。如果源主機一直沒有收到ARP相應數據包，表示ARP查詢失敗。廣播發送ARP請求，單播發送ARP響應。
使用ARP協議的四種典型情況
（1） 發送方是主機，要把 IP 數據發送到本地網絡上的另一個主機。這時用ARP獲取目的主機的MAC地址。 （2） 發送方是主機，要把 IP 數據發送到另一個網絡上的一個主機，這時需要使用ARP獲取路由器的MAC地址，將數據發送到路由器，由路由器完成在不同路由器之間跨越網絡的數據傳輸此時處於（4）情形，當到達目標網絡的路由器時，處於（3）的情形。 （3） 發送方是路由器，需要把 IP 數據發送到本地網絡上的一個主機，這時用 ARP 找到目標主機的 IP地址。 （4） 發送方是路由器，需要把 IP 數據包轉發到另一個網絡的主機。這時用 ARP找到去往該主機的下一跳路由器，之後的工作由下一個路由器完成。
（路由器收到ARP時，選擇傳輸哪一個端口，採用的是路由器的選路算法進行判斷）
RARP
RARP是將MAC物理地址轉換成IP地址。RARP也有request與reply,並且RARP request也是廣播，沒有目標地址；RARP reply也是有目標地址，也是單播。這兩點與ARP都相同。看起來雖然僅僅是ARP協議的逆向操作，但是RARP server設計的複雜性是遠遠超過ARP server的。首先，ARP server是存在於kernel中，而RARP server僅僅是一個用戶進程，RARP就有些"先天不足"。其次，RARP是尋找與物理地址對應的IP地址，這就表明了RARP request packet包中沒有IP地址，自然也就無法通過路由器進行轉發了。因爲路由器是工作在網絡層，網絡層的協議是IP協議，ARP request能夠通過路由器進行轉發，是因爲在ARP request packet中有IP地址的字段，而RARP request packet沒有，所以路由器對RARP也就沒有幫助了。
RARP還有一個機制，就是在每個網絡中都有多個RARP server。我猜想這可能是爲了增大可靠性，是用的主從服務器的設計理念。源地址一般只接受第一個RARP reply。有多個服務器，自然也就可能出現衝突。所以RARP server是這樣設計的:一般有一個主服務器是接收到request後立刻發送RARP reply，沒有發送延遲；而其他的服務器即使接收到了request，也會在一個隨機的發送延遲後才能發送reply,而且一般是在短時間內收到重複的第二個request纔可以發送reply。因爲如果這些次要的服務器都收到了第二次相同的request,那麼這種情況一般是主服務器掛了。
RARP工作原理：
1）將源設備和目標設備的MAC地址字段都設爲發送者的MAC地址和IP地址，發送主機發送一個本地的RARP廣播，能夠到達網絡上的所有設備，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址並且請求任何收到此請求的RARP服務器分配一個IP地址； 2）本地網段上的RARP服務器收到此請求後，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對應的IP地址； 3）如果存在，RARP服務器就給源主機發送一個響應數據包並將此IP地址提供給對方主機使用；如果不存在，RARP服務器對此不做任何的響應； 4） 源主機收到從RARP服務器的響應信息，就利用得到的IP地址進行通訊；如果一直沒有收到RARP服務器的響應信息，表示初始化失敗。
參考：