《TCP/IP詳解卷1》學習小結(三)------ARP協定與RARP協定

       簡單的說，ARP協定就是将IP位址轉換為MAC實體位址；而RARP，就是ARP的逆向，也就是将MAC實體位址轉換為IP位址。看起來這兩個協定是完全對稱的，但發明這兩個協定的初衷基本上沒有什麼關系。ARP協定是為了在連結層中傳輸的datagram隻能識别MAC位址，是以隻能将IP位址轉換為MAC實體位址再進行傳輸和定向；RARP協定是為了擷取無磁盤作業系統的IP位址而設計的。具有本地磁盤的系統通常是從磁盤中的配置檔案中讀取IP位址的，但是無盤系統無法這樣操作，是以就需要将MAC位址轉換成IP位址了。

       再介紹一下無盤系統。比如有些網吧的機器本身沒有硬碟，而是通過區域網路連接配接到伺服器。從這些機器上看到的磁盤實際上是共享的伺服器的磁盤。

       (一)ARP介紹

       ARP協定将IP位址轉化為MAC實體位址。網絡體系結構自上而下可以大緻分成四層:應用層，傳輸層，網絡層，連結層。資料傳輸的過程也是從上至下，最後在連結層之間進行資料交換。當資料包從網絡層将要進傳入連結接層時，這個資料包隻有目的地的IP位址，這時連結層就不清楚這個IP位址是什麼了，就好像接口不統一的手機和充電器無法連接配接一樣。這時，ARP server就派上用場了。ARP server先将目的地的IP位址轉換成實體位址，發出一個ARP request,這個request是個沒有指定目的地的廣播，當網絡中有比對的實體位址時，就将這個實體位址傳回，即ARP reply，但ARP reply是有明确的目标位址的，是單點傳播。這時，資料包就有方向了，就可以繼續向目的地進發了。

       (二)ARP Cache

       緩存的思想無處不在。IP位址對應MAC實體位址，ARP Cahe中存儲的就是這些mappings。有緩存自然就會有timeout,當過了某個時間間隔後，緩存就會被清除，否則緩存無限制增長是件非常可怕的事。如果需要，可以用arp指令的-s選項來添加一個永久的緩存條目。

       RARP是将MAC實體位址轉換成IP位址。RARP也有request與reply,并且RARP request也是廣播，沒有目标位址；RARP reply也是有目标位址，也是單點傳播。這兩點與ARP都相同。看起來雖然僅僅是ARP協定的逆向操作，但是RARP server設計的複雜性是遠遠超過ARP server的。首先，ARP server是存在于kernel中，而RARP server僅僅是一個使用者程序，RARP就有些"先天不足"。其次，RARP是尋找與實體位址對應的IP位址，這就表明了RARP request packet包中沒有IP位址，自然也就無法通過路由器進行轉發了。因為路由器是工作在網絡層，網絡層的協定是IP協定，ARP request能夠通過路由器進行轉發，是因為在ARP request packet中有IP位址的字段，而RARP request packet沒有，是以路由器對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。我猜想這可能是為了增大可靠性，是用的主從伺服器的設計理念。源位址一般隻接受第一個RARP reply。有多個伺服器，自然也就可能出現沖突。是以RARP server是這樣設計的:一般有一個主伺服器是接收到request後立刻發送RARP reply，沒有發送延遲；而其他的伺服器即使接收到了request，也會在一個随機的發送延遲後才能發送reply,而且一般是在短時間内收到重複的第二個request才可以發送reply。因為如果這些次要的伺服器都收到了第二次相同的request,那麼這種情況一般是主伺服器挂了。

      (一)相同點

      對于ARP與RARP，request是廣播，而reply是單點傳播。

      (二)不同點

       1.協定的目的完全不同。在總述中已經說明。

       2.發送ARP packet的是路由器，而RARP不是。

       3.ARP server在kernel中，而RARP是一個用于程序。

本文轉自NeilHappy 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/neilhappy/1123140，如需轉載請自行聯系原作者