理解ARP的工作原理

一.搭建网络拓扑，配置设备参数

在这里插入图片描述

二.查看ARP高速缓存

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分别在PC0和PC1的Command Prompt命令行中输入"arp -a"命令查看其高速缓存，如下图所示：

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如上图可知ARP缓存中无任何信息

三.将模拟器切换到Simulation模式，创建简单数据包

1.点击简单数据包后，分别以PC0和PC1为源地址和目的地创建一个PDU(简单数据包)

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2.第一次单击"Capture/Forward"按钮观察ARP请求报文

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3.第二次单击"Capture/Forward"按钮观察ARP广播请求报文

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如上图可知PC0发送了一个ARP广播报文，其他主机收到广播报文后发现自己并不是PC0所要请求的目的主机，因此丢弃报文，只有PC1做出了回应(因为PC0发送的数据报的目的IP地址是PC1的IP地址)

4.第三次单击"Capture/Forward"按钮观察ARP响应报文

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PC1发送了ARP响应报文，PC1在ARP响应报文中写入了自己的MAC地址，PC0收到PC1的响应报文后，就在其高速缓存中写入PC1的IP地址和MAC地址的映射关系

5.第四次单击"Capture/Forward"按钮，完成PC0与PC1的通信

四.查看ARP高速缓存

通信结束后再次查看PC0和PC1的ARP缓存
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五.观察ARP请求报文和响应报文

1.请求报文

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从请求报文中看出：
源IP地址为 192.168.1.1(PC0的IP地址)
源MAC地址为 0001.63EE.90B5(PC0的MAC地址)
目的IP地址为 192.168.1.2(PC1的IP地址)
目的MAC地址未知，以零填充，为 0000.0000.0000
从ARP请求报文数据帧图中看出，目标MAC地址是一个全1的广播帧，值为FFFF.FFFF.FFFF,说明该帧要广播到整个局域网中。

2.响应报文

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从响应报文中看出(PC1在ARP响应报文中写入了自己的的MAC地址)：
源IP地址为 192.168.1.2(PC1的IP地址)
源MAC地址为 00E0.8FD1.80E7(PC1的MAC地址)
目的IP地址为 192.168.1.1(PC0的IP地址)
目的MAC地址未知，以零填充，为 0001.63EE.90B5(PC0的MAC地址)
从ARP响应报文数据帧图中看出，与ARP请求报文不同的是：这个帧中的目的MAC地址就是PC0的MAC地址。因此ARP响应报文是一个单播报文

六.改变网络拓扑，观察ARP重新运行过程

1.配置设备参数

增加一台新的PC4，添加配置设备参数
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2.查看ARP高速缓存

分别在PC0和PC4的Command Prompt命令行中输入"arp -a"命令查看其高速缓存，如下图所示：在这里插入图片描述
由于之前PC0与PC1成功发送过报文，因此PC0的ARP缓存中有PC1的IP地址和MAC地址的映射关系

如上图可知ARP缓存中无任何信息

3.将模拟器切换到Simulation模式，创建简单数据包

点击简单数据包后，分别以PC0和PC4为源地址和目的地创建一个PDU(简单数据包)
在这里插入图片描述

如上图可知PC0发送了一个ARP广播报文，其他主机收到广播报文后发现自己并不是PC0所要请求的目的主机，因此丢弃报文，只有PC4做出了回应(因为PC0发送的数据报的目的IP地址是PC4的IP地址)

在这里插入图片描述

4.查看ARP高速缓存

通信结束后再次查看PC0和PC4的ARP高速缓存
在这里插入图片描述

5.观察请求报文和响应报文

请求报文：

从请求报文中看出：
源IP地址为 PC0的IP地址
源MAC地址为 PC0的MAC地址
目的IP地址为 PC4的IP地址
目的MAC地址未知，以零填充，为 0000.0000.0000
从ARP请求报文数据帧图中看出，目标MAC地址是一个全1的广播帧，值为FFFF.FFFF.FFFF,说明该帧要广播到整个局域网中。
响应报文：

从响应报文中看出(PC4在ARP响应报文中写入了自己的的MAC地址)：
源IP地址为 PC4的IP地址
源MAC地址为 PC4的MAC地址
目的IP地址为 PC0的IP地址
目的MAC地址未知，以零填充，为 PC0的MAC地址
从ARP响应报文数据帧图中看出，与ARP请求报文不同的是：这个帧中的目的MAC地址就是PC0的MAC地址。因此ARP响应报文是一个单播报文