

一个网络设备要发送数据给另一个网络设备时,必须要知道对方的IP地址。但是,仅有IP地址是不够的,因为IP数据报文必须封装成帧才能通过数据链路进行发送,而数据帧必须要包含目的MAC地址,因此发送端还必须获取到目的MAC地址。每一个网络设备在数据封装前都需要获取下一跳的MAC地址。IP地址由网络层来提供,MAC地址通过ARP协议来获取。ARP协议是TCP/IP协议簇中的重要组成部分,它能够通过目的IP地址获取目标设备的MAC地址,从而实现数据链路层的可达性。
当路由器的某个接口收到ARP请求后,如果目标IP地址不是本接口的IP地址,系统并不会直接丢弃该请求。相反,它会经过一系列的处理步骤,以确保有效的通信和数据传输。在这个过程中,ARP代理是一项关键的功能,它为网络中的主机之间建立了桥梁,解决了广播报文无法被路由器转发的问题。
ARP代理就是Proxy ARP,它有以下特点:
•Proxy ARP部署在网关上,网络中的主机不必做任何改动。
•Proxy ARP可以隐藏物理网络细节,使两个物理网络可以使用同一个网络号。
•Proxy ARP只影响主机的ARP表,对网关的ARP表和路由表没有影响。
企业内部进行子网划分时,可能会出现两个子网网络属于同一网段,但是却不属于同一物理网络的情况,两个子网网络间被路由器分隔。这时可以通过修改网络内主机的路由信息,使发往其它子网的数据先发送到连接不同子网的网关设备上,再由网关设备转发此数据报文。但是这种解决方案需要配置子网中所有主机的路由,并不便于管理和维护。
在网关上部署路由式Proxy ARP功能,可以有效解决子网划分带来的管理和维护方面的问题。路由式Proxy ARP的功能可以使IP地址属于同一网段却不属于同一物理网络的主机间能够相互通信,并且主机上不需要配置缺省网关,便于管理和维护。
在网络拓扑中,假设有两台主机A和B,它们需要进行通信。由于目的IP地址与主机A的IP地址在同一网段,主机A会发送ARP Request广播报文,以请求主机B的MAC地址。然而,由于广播报文无法被路由器直接转发,主机B并不能直接收到主机A的ARP请求报文,从而无法进行应答。
在这种情况下,启用了ARP代理功能的路由器发挥了关键作用。当路由器收到主机A的ARP请求时,它会查找路由表,检查是否存在通往主机B的路由。如果找到了相应的路由项,路由器将使用自己的GigabitEthernet0/0/0接口的MAC地址来回应ARP请求。主机A在收到这个ARP Reply后,将以路由器的GigabitEthernet0/0/0接口MAC地址作为目的MAC地址进行数据转发。
这种方式有效地绕过了广播无法被路由器转发的限制,使得主机A和主机B之间的通信得以顺利进行。ARP代理的使用在网络架构中起到了桥梁的作用,使得不同子网内的主机可以通过路由器进行通信,实现了网络的连接和互通。
总体而言,ARP代理是一项关键的网络功能,特别适用于需要跨越子网进行通信的情景。通过在路由器上启用ARP代理,可以有效解决广播无法跨越路由器的问题,为网络通信提供了便利和可靠性。这种技术的应用使得网络管理更加灵活,为不同子网之间的通信打开了可能性。