ARP路由式代理詳解

2020-12-04 國科科技

一、什麼是ARP代理

ARP原理是在同一網段下，發送廣播請求單播回應，實現通信，在不同網段的時候，通常需要請求網關查詢目標MAC地址從而實現通信。所以，就會出現佔用網關資源表的問題。從而降低轉發效率。在這種情況下，讓兩臺主機之間中介成為ARP代理，避免這一問題

二、ARP代理的條件

1. 路由器上有到達對方的條目

2. 華為設備開啟ARP代理功能

三、如何實現ARP代理

以主機A請求主機B為例：

1、主機A發送arp廣播報文，請求主機B MAC地址。

2、PE1收到廣播請求後，首先判斷自己是不是目標MAC地址（發現不是，則查找到達目標MAC的路徑）

3、如果發現有到達目標MAC的路由，則查詢是否開啟ARP代理：如果發現開啟了ARP代理，則將自己接口的MAC地址發送給主機A；如果發現沒有開啟，則丟棄該報文。

4、如果沒有收到主機B的路由，則丟棄報文。

5、收到報文後，單播回應給主機A。

（一）路由ARP代理（下文將詳細講述ARP路由式代理）

（二）同一VLAN下的ARP代理

實現同一網段同個vlan間的三層訪問。當我們訪問同一網段主機時，是不會向網關發出請求的，而是先通過廣播arp包來尋找對方的mac地址，然後再根據mac地址來進行二層的訪問只有訪問不同網段主機時，才會請求網關，接著網關網關查找自己的路由表，如果發現有到達目的網路的路由，則用自己的mac地址做回應，因為二層流量在三層裡面是被隔離的。

（三）不同VLAN下的ARP代理

1. HostA (VLAN3)希望與另一主機HostB (VLAN2)之間通信，HostA直接發送了 ARP請求，請求內容包括:源IP、源MAC、VLANtag標籤、目的IP ;

2. 運行代理ARP的裝置收到ARP請求後，查找本地ARP緩存列表，如果找到對應的表項(包括HostB的IP、MAC)則代理ARP立即回應HostA關於去目的HostB的相關信息；如果沒找到對應的表項，代理ARP會預先將不同VLAN間的不同網段緩存至列表中；

3. 當收到源地址去往某個網段的幀時查找代理ARP緩存列表中的網段，然後將此數據包在對應的VLAN區域內廣播(避免全網廣播導致全網效率降低，加快請求回應速率)；

4. HostB在收到廣播後，回應ARP響應，通告自己的MAC地址，代理ARP裝置收到ARP請求後向HostA通告HostB的MAC。

四、路由式ARP代理實驗

（一）實驗拓撲

（二）實驗要求

PC1和PC2屬於同一網段，需要PC1可以與PC2互通，

（三）實驗過程

1、配置IP位址，檢驗直連的連通性

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 10.1.10.3 24[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 10.1.20.3 24

PC1不能ping通PC2，抓包發現PC1沒有去往PC2的路徑，進行ARP廣播

2、在R1的接口上開啟ARP代理

[R1-GigabitEthernet0/0/0]arp-proxy enable [R1-GigabitEthernet0/0/1]arp-proxy enable

3、在PC1上ping PC2進行驗證

（四）實驗分析

在PC1上 ping PC2，發現跟自己的同一網段，PC會通過IGMP發送一個回顯請求給對方，進行二層封裝，發現不知道 PC2的mac地址，查找本地ARP緩存表，發現為空，於是發起ARP請求。

但是由於PC1跟PC2屬於同一網段，不同廣播域，路由器是不會轉發廣播包的，所以PC2是收不到該ARP請求的，所以就不能進行互訪，這樣就可以在路由器上配置ARP代理，當路由器收到ARP請求之後，會將自己接收埠的MAC地址發送給PC1，讓PC1誤認為路由器接口的mac地址就是PC2的mac地址，之後的所有封裝都會以此MAC作為目的MAC進行封裝，這樣路由器就可以識別了。

Hardware address 的值就是接口的Mac地址

發現與上圖中ARP應答的Mac地址相同

路由器收到該比特流後，進行逐層階層，解封二層數據幀，發現目的MAC為自己，接收。繼續解封三層數據包，發現目的ip不是自己，然後路由器根據目的IP進行查表。根據到達目的IP下一跳的出接口進行轉發，三層封裝不變，並將源MAC地址封裝為該出接口的MAC地址，但是發現不知道目的IP的MAC，無法進行二層封裝，於是對IP 10.1.20.2發起ARP請求。

得到MAC地址之後，將重新封裝好的數據發送給PC 2

G0/0/1的Mac地址為00e0-fc91-429e

PC2收到ICMP回顯請求之後，會回復一個回顯應答給PC1

源MAC為自己，目的MAC路由器接口MAC

五、路由式ARP代理特點

1. proxy ARP部署在網關上，網絡中的主機不必做任何改動

2. Proxy ARP可以隱藏物理網絡細節，使兩個物理網絡可以使用同一個網絡號

3. Proxy ARP只影響主機的ARP表，對網關的ARP表和路由表沒有影響

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