協議介紹
地址解析協議ARP（Address Resolution Protocol）是一種通過解析網絡層IP地址來尋找數據鏈路層MAC地址的網絡傳輸協議。由互聯網工程任務組（IETF）在1982年11月發佈的RFC 826中描述制定。
協議原理
下圖是以太網幀結構：
媒體訪問控制地址MAC（ Media Access Control Address），也稱爲局域網地址（LAN Address），以太網地址（Ethernet Address）或硬件地址（Physical Address），是用來唯一標識網絡接口的地址。
局域網中兩臺設備進行以太網通訊，必須要知道對方接口的MAC地址。這時即可利用對方（目標）IP發送ARP廣播請求幀獲得對方（目標）MAC地址。並存入本機對應接口A R P高速緩存的ARP列表中。
ARP幀格式如下：
協議工作流程
局域網中兩臺主機：
主機A的IP地址爲192.168.1.1，MAC地址爲0A-11-22-33-44-01
主機B的IP地址爲192.168.1.2，MAC地址爲0A-11-22-33-44-02
以主機A（192.168.1.1）向主機B（192.168.1.2）發送數據爲例：
1.當發送數據時，主機A會在自己的ARP緩存表中尋找是否有目標IP地址。如果找到就知道目標MAC地址爲（0A-11-22-33-44-02），直接把目標MAC地址寫入幀中發送即可。
2.如果在ARP緩存表中沒有找到相對應的IP地址，主機A就會在網絡上發送一個廣播（ARP request），廣播幀中目標MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”，這表示向同一網段內的所有主機發出這樣的詢問：“192.168.1.2的MAC地址是什麼？”
3.網絡上其他主機並不響應ARP詢問，只有主機B接收到這個幀時，才向主機A做出這樣的迴應（ARP response）：“192.168.1.2的MAC地址是0A-11-22-33-44-02”，此迴應爲單播方式。這樣，主機A就知道主機B的MAC地址，它就可以向主機B發送數據。同時它還更新自己的ARP高速緩存（ARP cache），下次再向主機B發送信息時，直接從ARP緩存表裏查找即可。
ARP命令
Windows中ARP命令用於顯示和修改地址解析協議（ARP）緩存中的條目。
語法：
arp [/a [<Inetaddr>] [/n <ifaceaddr>]]arp [/d <Inetaddr> [<ifaceaddr>]]arp [/s <Inetaddr> <Etheraddr> [<ifaceaddr>]]
參數：
| 參數 | 描述 |
| /a [] [/n ] | 顯示所有接口的當前 arp 緩存表。 若要顯示特定 IP 地址的 arp 緩存條目，請將arp /a與Inetaddr參數一起使用，其中Inetaddr是一個 IP 地址。 若要顯示特定接口的 arp 緩存表，請結合 /a參數使用 /n ifaceaddr 參數，其中ifaceaddr是分配給接口的 IP 地址。 |
| /d [] | 刪除具有特定 IP 地址的條目，其中Inetaddr是 ip 地址。 若要刪除表中特定接口的條目，請使用ifaceaddr參數，其中ifaceaddr是分配給接口的 IP 地址。 若要刪除所有條目，請使用星號（*）通配符替代Inetaddr。 |
| /s [] | 將一個靜態條目添加到 arp 緩存，將 IP 地址Inetaddr解析爲物理地址Etheraddr。 若要爲特定接口將靜態 arp 緩存條目添加到表中，請使用ifaceaddr參數，其中ifaceaddr是分配給接口的 IP 地址。 |
說明：
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Inetaddr和ifaceaddr的 IP 地址以點分隔的十進制表示法表示。Inetaddr爲條目IP地址，ifaceaddr爲接口IP。
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Etheraddr的物理地址包含六個用十六進制表示法表示並由連字符分隔的字節（例如，FF-FF-FF-FF-FF-FF）。
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用 /s 參數添加的條目是靜態的（需要管理員身份操作），不會在 arp 緩存中超時。 如果重啓 TCP/IP 協議（如重啓主機、禁用網卡），則會刪除這些條目。
示例：
顯示所有接口的 ARP 緩存表
這裏，arp -a 不會列出已斷開或已禁用的網絡接口的ARP緩存。
ARP高速緩存
爲最大限度地減少廣播 ARP 請求幀的數量，許多 TCP/IP 堆棧實現都包含一個 ARP 緩存，它是一個記錄了最近解析過的 IPv4 地址及其對應的 MAC 地址的表。在發送 ARP 請求幀之前，ARP 將首先檢查此緩存。每個接口都有其自己的 ARP 緩存。
ARP 緩存條目可以是動態的（基於 ARP 應答），也可以是靜態的。靜態 ARP 緩存條目是永久性的。動態 ARP 緩存條目擁有與之相關的老化時間，在超過指定的時間後，將從緩存中刪除它們。
ARP代理
當發送主機和目的主機不在同一個局域網中時，即便知道對方的MAC地址，兩者也不能直接通信，必須經過路由轉發纔可以。所以此時，發送主機通過ARP協議獲得的將不是目的主機的真實MAC地址，而是一臺可以通往局域網外的路由器的MAC地址。此後發送主機發往目的主機的所有幀，都將發往該路由器，通過它向外發送。這種情況稱爲委託ARP或ARP代理（ARP Proxy）。
免費ARP
免費ARP（gratuitous ARP），他是指主機發送ARP查詢自己的IP地址。通常發生在系統引導期間進行接口配置的時候。
兩個作用：
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一個主機可以通過它來確定其他主機是否設置了相同的I P地址。
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如果發送免費A R P的主機正好改變了MAC地址，那麼這個分組就可以使其他主機高速緩存中其舊的MAC地址進行相應的更新。如果主機收到某個I P地址的A R P請求，而且它已經在接收者的高速緩存中，那麼就要用A R P請求中的發送端MAC地址對高速緩存中相應的內容進行更新。主機接收到任何A R P請求都要完成這個操作（ A R P請求是在網上廣播的，因此每次發送A R P請求時網絡上的所有主機都要這樣做）。
ARP相關問題
下面是西門子SIMATIC自動化系統中兩個與ARP有關的問題，可以幫助大家加深對ARP的理解。
CP 343/443 修改MAC地址後,使用TCP/IP協議的診斷連接被拒絕
文檔類型 常問問題 文檔編號 15144693, 文檔發佈日期 2004年1月30日
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/15144693
在網絡中分配了兩次的IP地址的識別
文檔類型 常問問題 文檔編號 14450682, 文檔發佈日期 2004年1月30日
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/14450682