ARP协议原理及服务器

ARP(地址解析协议)是设备通过自己知道的IP地址来获得自己不知道的物理地址的协议。假如一个设备不知道它自己的IP地址，但是知道自己的物理地址，网络上的无盘工作站就是这种情况，设备知道的只是网络接口卡上的物理地址。这种情况下应该怎么办呢?RARP(逆地址解析协议)正是针对这种情况的一种协议。RARP以与ARP相反的方式工作。RARP发出要反向解析的物理地址并希望返回其对应的IP地址，应答包括由能够提供所需信息的RARP服务器发出的IP地址。虽然发送方发出的是广播信息，RARP规定只有RARP服务器能产生应答。许多网络指定多个RARP服务器，这样做既是为了平衡负载也是为了作为出现问题时的备份。

发送主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址;

本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址;

如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用;

如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应;

源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进行通讯;如果一直没有收到RARP服务器的响应信息，表示初始化失败。

虽然RARP在概念上很简单，但是一个RARP服务器的设计与系统相关而且比较复杂。相反，提供一个ARP服务器很简单，通常是TCP/IP在内核中实现的一部分。由于内核知道IP地址和硬件地址，因此当它收到一个询问IP地址的ARP请求时，只需用相应的硬件地址来提供应答就可以了。作为用户进程的RARP服务器的复杂性在于：服务器一般要为多个主机(网络上所有的无盘系统)提供硬件地址到IP地址的映射。该映射包含在一个磁盘文件中(在Unix系统中一般位于/etc/ethers目录中)。由于内核一般不读取和分析磁盘文件，因此RARP服务器的功能就由用户进程来提供，而不是作为内核的TCP/IP实现的一部分。更为复杂的是，RARP请求是作为一个特殊类型的以太网数据帧来传送的(帧类型字段值为0x8035)。这说明RARP服务器必须能够发送和接收这种类型的以太网数据帧。由于发送和接收这些数据帧与系统有关，因此RARP服务器的实现是与系统捆绑在一起的。每个网络有多个RARP服务器实现的一个复杂因素是RARP请求是在硬件层上进行广播的。这意味着它们不经过路由器进行转发。为了让无盘系统在RARP服务器关机的状态下也能引导，通常在一个网络上(例如一根电缆)要提供多个RARP服务器。当服务器的数目增加时(以提供冗余备份)，网络流量也随之增加，因为每个服务器对每个RARP请求都要发送RARP应答。发送RARP请求的无盘系统一般采用最先收到的RARP应答。另外，还有一种可能发生的情况是每个RARP服务器同时应答，这样会增加以太网发生冲突的概率。