128.每日一练

一、题目

[多选]关于免费ARP，下面说法正确的是()。

A. 免费ARP报文的格式与普通ARP应答报文的格式相同

B. 免费ARP可以帮助更新旧的IP地址信息

C. 通过发送免费ARP，可以确认IP地址是否有冲突

D. 免费ARP报文的格式与普通ARP请求报文的格式是相同的

ARP（Address Resolution Protocol）是一种网络协议，用于将IP地址解析为对应的物理（MAC）地址。它的主要原理和作用如下：

原理：

当主机A需要向目标主机B发送数据包时，它首先检查自己的ARP缓存表（ARP Cache）中是否有目标主机B的对应条目。

如果ARP缓存中存在目标主机B的条目，主机A就可以直接使用目标主机的物理地址（MAC地址）来封装数据包并发送。

如果ARP缓存中不存在目标主机B的条目，主机A就需要发送一个ARP请求广播，请求网络中的所有主机回复自己的物理地址。

目标主机B收到ARP请求后，会回复一个ARP响应包，包含自己的物理地址。

主机A收到目标主机B的ARP响应后，将其记录到ARP缓存中，并使用该物理地址封装数据包并发送。

作用：

地址解析：ARP协议通过将IP地址解析为对应的物理地址，使得主机能够准确地确定目标主机的物理位置，以便将数据包传送到正确的目的地。

动态更新：由于网络中的主机和路由器可能会频繁更换IP地址或更换网络接口，ARP协议可以动态地更新和维护主机的ARP缓存表，确保准确的地址解析。

广播通信：ARP请求是通过广播方式发送的，这意味着它可以在局域网内寻址任何主机，无需知道目标主机的物理地址。这对于在同一局域网内进行广播通信非常重要。

总的来说，ARP协议通过地址解析和动态更新的机制，实现了IP地址到物理地址的映射，并为主机提供了准确的数据包传送目标。它在局域网内起到了重要的作用，使得主机能够正常通信和互联。

免费ARP：

免费ARP（Gratuitous ARP）是一种ARP（Address Resolution Protocol）的特殊用法，它用于在局域网上广播一个ARP请求，但目的IP地址和源IP地址相同的情况。换句话说，免费ARP是一种主机发送的ARP请求，用于宣告它自己的MAC地址与某个IP地址相关联。

免费ARP的作用有以下几个方面：

IP地址冲突检测：当一个设备在局域网上获得了一个新的IP地址，它可以发送免费ARP来检查该IP地址是否已被其他设备使用。如果收到ARP响应，表示有另一个设备在使用相同的IP地址，这样可以避免IP地址冲突的发生。
更新邻居表：当一个设备启动或者网络拓扑发生变化时，它可以发送免费ARP来通知其他设备自己的新MAC地址。这样其他设备可以更新自己的邻居表，将该IP地址与新的MAC地址关联起来。
加速地址解析：免费ARP请求中的目的IP地址与源IP地址相同，它可以通过广播一次性地通知整个局域网上的其他设备，节省了逐个查询的过程，提高了地址解析的效率。

需要注意的是，免费ARP是在数据链路层上的广播，不涉及网络层的路由过程。它只在局域网内部有效，因为ARP是一种广播协议，不会跨越路由器或者子网边界。

总结：免费ARP是一种特殊的ARP请求，用于主机在局域网上宣告自己的MAC地址与某个IP地址相关联。它用于IP地址冲突检测、更新邻居表和加速地址解析，提高了局域网中设备之间的通信效率和可靠性。