ARP協議簡介
IP地址屬於網絡層，但ip地址在傳輸的時候需要跨越不同的物理網絡進行交換，此時如果一台主機要將一個幀發送到另一台主機，光知道其ip地址是不夠的，還需要知道其有效的“硬件地址”。
ARP（地址解析協議）就提供了一種在32位IPv4地址和以太網的48位MAC地址（硬件地址）之間的映射。
ARP提供的是網絡層地址到相關硬件地址的“動態映射”，即：會自動執行和隨時間變化，而不需要系統管理員的配置。（如一台一台主機改變了它的網卡后（mac地址改變），ARP可以在一定延時后繼續正常工作）
整體流程
http://10.0.01當本地計算機在瀏覽器中瀏覽一個網頁時：
本地計算機先是判斷該服務是位於本地（看ip地址是否位於同一子網）還是遠程。
如果是遠程，且發送端與遠程接收端之間是“直接交付”（擁有相同的ip地址前綴）的形式，
整體流程如下圖：
（1）瀏覽器調用一個特殊的函數來解析URL，看其是否包含域名（主機名）。（此例子使用的是IPv4地址）
（2）應用程序要求TCP協議建立一條到10.0.0.1的連接。
（3）TCP嘗試向遠程主機發送一個連接請求（此時由於假定的是直接交付，所以中途不經過任何路由器）。
（4）、（5）查看本地主機的“ARP緩存（或表）”中是否已經緩存了ip地址與mac地址之間的映射，如果沒有緩存，則進入下面的步驟。
（6）在一個共享的鏈路層網段上（ARP協議多用於局域網內的直接交付），ARP向“所有主機”發送一個稱為“ARP請求”的以太網幀。這種行為被稱為“以太網廣播”（也叫鏈路層廣播）。而“ARP請求”的目的是：如果某主機接收了該ARP請求，且該主機IPv4地址也與10.0.0.1一致，那么這台主機請返回給我你的MAC地址。（ARP協議就是用這種方式，知道了10.0.0.1地址所對應的MAC地址）。（IP地址不匹配的主機會主動丟棄掉ARP請求）
（7）假設找到了“使用10.0.0.1作為IPv4地址”的主機，那么該主機的ARP協議需要響應一個“ARP應答”。該應答包含該主機的IPv4地址和MAC地址。該應答會直接發送給請求的發送方。
（8）“ARP應答”被原始請求的發送方接收。
（9）發送方將數據報封裝在以太網幀中，使用通過ARP協議獲取到的接收方的MAC地址，直接將以太網幀發送給接收方。
由此該以太網幀僅指向正確的目的主機，其他主機或路由不會接收到這個數據報。
通過這個流程，我們也能明白：當僅使用直接交付時，並不需要經過路由器。
APR緩存
為了使ARP高效運行，每個主機或路由器上都維護有一張“ARP緩存表”。
該緩存存儲了每個接口從網絡層地址（ip地址）到硬件地址（mac地址）的最新映射關系。
緩存正常的到期時間為：條目創建開始后的20分鍾。（管理員也可設置緩存條目永不超時）
每個映射的緩存條目包含5個元素：
主機名（對應一個ip地址）、硬件地址類型、硬件地址、標志、本地網絡接口。
其中“標志”包含了一個符號：C、M或P.
C表示，該緩存條目是由ARP協議自己“動態學習”得來的。
M表示，該緩存條目是手工輸入的。
P表示，該緩存條目是“發布的”。對於任何P類的緩存條目，主機對輸入的ARP請求都返回一個ARP相應。該選項用於配置代理ARP。
ARP幀格式
前14個字節（MAC頭部）是一個標准的以太網幀頭部，DST表示目的MAC地址，SRC表示源MAC地址，長度或類型用於確定頭部后面的數據類型，常見的值包括：0x0800（IPv4）、0x86DD（IPv6）、0x0806（ARP）
前14個字節之后，由ARP協議來定義，ARP幀的前8個字節時通用的：
硬件類型字段指出硬件地址類型，對於以太網，該值為1.
協議類型字段指出映射的協議地址類型，對於IPv4地址，該值為0x0800。（當以太網幀包含“IPv4數據報”時，長度或類型字段與協議字段可能一樣，即都是0x0800）
硬件大小和協議大小分別指出硬件地址和協議地址的字節數。（對於以太網中使用IPv4地址的ARP應答，其值為6和4）
Op字段指出該操作是：ARP請求（值為1）、ARP應答（2）、RARP請求（3）、RARP應答（4）
代理ARP
代理ARP是一個系統（通常是一個路由器）可回應不同主機的ARP請求（簡單的說就是不管你找的是不是我，我都響應你，把我的mac地址告訴你，這樣你下次再訪問該ip時，通過arp緩存表，自動就訪問到我這台冒名的主機上了）。