ARP

ARP实验 #

网络拓扑 #

  • PC1

    • IP 地址: 192.168.1.2

    • MAC 地址: 0c:37:7f:a0:00:00

    • OS: debian-12.6

  • PC2

    • IP 地址: 192.168.1.3
    • MAC 地址: 0c:dc:99:74:00:00
    • OS: debian-12.6

  • CiscoIOSvL2 交换机

    • 交换机连接着 PC1 和 PC2，通过以太网连接

GNS配置与操作 #

PC1 配置IP

sudo ip addr add 192.168.1.2/24 dev ens4
sudo ip link set ens4 up

PC2 配置IP

sudo ip addr add 192.168.1.3/24 dev ens4
sudo ip link set ens4 up

PC1 ping PC2

ping 192.168.1.3
PING 192.168.1.3 (192.168.1.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=1.55 ms
64 bytes from 192.168.1.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=1.05 ms
^C
--- 192.168.1.3 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1002ms
rtt min/avg/max/mdev = 1.046/1.297/1.549/0.251 ms

2台机器上查看ARP

debian@debian:~$ ip neighbor show
192.168.1.3 dev ens4 lladdr 0c:dc:99:74:00:00 STALE


debian@debian:~$ ip neighbor show
192.168.1.2 dev ens4 lladdr 0c:37:7f:a0:00:00 STALE

# lladdr 代表 Link Layer Address，即链路层地址，通常指的是设备的 MAC 地址。

交换机查看mac表

Switch>show mac address-table
          Mac Address Table
-------------------------------------------

Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    0c37.7fa0.0000    DYNAMIC     Gi0/0
   1    0cdc.9974.0000    DYNAMIC     Gi0/1
Total Mac Addresses for this criterion: 2

ARP协议工作流程 #

抓包分析

清空缓存并验证

debian@debian:~$ sudo ip -s -s neigh flush all
192.168.1.3 dev ens4 lladdr 0c:dc:99:74:00:00  used 50/50/15probes 1 STALE

*** Round 1, deleting 1 entries ***
*** Flush is complete after 1 round ***

debian@debian:~$ ping 192.168.1.3
PING 192.168.1.3 (192.168.1.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=4.43 ms
64 bytes from 192.168.1.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=1.87 ms
^C
--- 192.168.1.3 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1002ms
rtt min/avg/max/mdev = 1.873/3.150/4.427/1.277 ms

debian@debian:~$ ip neighbor show
192.168.1.3 dev ens4 lladdr 0c:dc:99:74:00:00 STALE

协议流程：

  1. PC1 发送了二层广播，询问谁知道192.168.1.3的mac地址
Source				Destination		Protoco 	Length 		Info
0c:37:7f:a0:00:00	Broadcast		ARP			42			Who has 192.168.1.3? Tell 192.168.1.2
  1. PC2 向PC1 发送回复，告知192.168.1.3的mac地址为0c:dc:99:74:00:00
Source				Destination			Protoco 	Length 		Info
0c:dc:99:74:00:00	0c:37:7f:a0:00:00	ARP			60			192.168.1.3 is at 0c:dc:99:74:00:00
  1. PC1 将结果保存在本地ARP缓存中，后续发送给192.168.1.3对应的二层报文mac地址都为0c:dc:99:74:00:00

结论 #

通过ARP实验理解以下几点：

  • 交换机的主要作用之一就是根据 MAC 地址将数据帧转发到正确的端口，这里的端口就是指交换机上面的物理端口

  • ARP (Address Resolution Protocol) 的主要作用是将 IP 地址 转换为对应的 MAC 地址，在局域网中，数据链路层（如以太网）使用的是 MAC 地址 来传输数据帧，而不是 IP 地址

  • 此场景不涉及网关也能通信，网关通常用于跨网络通信，帮助路由数据到其他网络，但PC1和PC2都在同一个子网内（会选择对应的网卡为ens4发出），他们只需要知道对方的MAC地址即可直接交换数据

Calendar April 28, 2025
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