一、實驗目的
驗證“在向目的主機發送數據包時會先查詢ARP高速緩存，如果ARP高速緩存中已保存了目的主機的MAC地址，不進行ARP查詢，使用ARP高速緩存中的MAC地址；如果緩存中沒有IP對應的MAC地址，發送ARP請求。”
二、實驗設備
一台筆記本電腦操作系統為Windows 10，使用VMware Workstation Pro安裝虛擬操作系統Ubuntu19.1。虛擬機使用NAT模式與宿主主機連接。安裝Wireshark-3.2.7抓包工具和Win10Pcap工具。（NAT模式的網絡拓撲圖如下圖）
三、實驗原理
Ping命令使用ICMP協議。對目的主機進行Ping的原理：源主機對目的主機發送ICMP請求，接收ICMP應答的過程。
ARP協議工作原理：如果不知道目的主機IP地址對應的MAC地址，則會廣播發送ICMP請求包，目的主機回應ICMP應答包。
四、實驗過程
以Ubuntu來作為一台計算機，對Ubuntu進行Ping操作來模擬發送數據包。使用Wireshark抓包工具捕獲數據包，來判斷是否有ARP請求發出。
五、實驗步驟
1、打開Ubuntu，查看Ubuntu的IP地址及MAC地址（如圖1）。
（圖1）
2、打開Windows 10操作系統的命令提示符（cmd），輸入ipconfig /all查看Windows的IP地址和MAC地址（如圖2）
（圖2）
輸入arp -a查看ARP高速緩存中的IP地址對應的MAC地址（如圖3）。其中192.168.81.254為DHCP服務器，192.168.81.1為宿主機虛擬網卡地址。
（圖3）
3、打開Wireshark選擇Ubuntu所在的網卡適配器，進行抓包。
4、在Windows 10下的cmd輸入命令ping 192.168.81.128（如圖4）
（圖4）
抓得的數據（如圖5）抓得的數據包不包含ARP請求包，即在ping操作之前沒有進行ARP查詢。說明ARP高速緩存中已保存了對方的MAC地址，不進行ARP查詢。
（圖5）
5、在Windows 10下以管理員權限打開cmd輸入arp -d *，清空ARP高速緩存中的IP地址於MAC地址的對應關系，在輸入arp -a查看ARP高速緩存中的IP地址與MAC地址的對應關系。（如圖6）。
（圖6）
6、再次用Wireshark抓包，同時在Windows 10下ping 192.168.81.128，抓的數據包（如圖7）。在四次ICMP請求和應答報文前，有一次ARP請求和應答。說明在高速緩存中沒有對方的IP地址對應的MAC地址時，會先發送ARP請求，獲得IP地址與MAC地址的對應關系。
（圖7）
7、再次在cmd中輸入arp -a查看ARP緩存中信息（如圖8）。
（圖8）
六、實驗結果
1、ARP高速緩存中存在IP地址和MAC地址的對應關系時，從圖5中可以看到在ICMP報文段（ping命令）前沒有arp請求和應答（沒有ARP數據包）
2、ARP高速緩存中沒有IP地址和MAC地址的對應關系時，從圖7中可以看到在ICMP報文段（ping命令）前存在一次arp請求和應答。說明ARP高速緩存中沒有目標IP地址與MAC地址的對應關系時會發送ARP請求，查詢IP地址與MAC地址的對應關系。
七、結論
在發送數據包時會先查詢ARP緩存，如果緩存中已保存了對方的MAC地址，不進行ARP查詢，使用緩存中的MAC地址；如果緩存中沒有IP對應的MAC地址，發送ARP請求。