ARP代理

前面我们所讲述的ARP协议的解析过程，是针对于两台主机都处在同一个物理网络相同的网段中的，这是一个很简单的情境。那么，如果两台主机不在同一个物理网络，比如主机A的IP地址是192.168.1.2，主机B的IP地址是172.16.1.2，按照标准IP地址分类和子网掩码，这显然两台主机不在同一个物理网络中，但是我们说两台主机互相通信最终要靠MAC地址，那么处于不同网络中的两台主机如何利用ARP获取到对方的MAC地址，这就要靠ARP代理。

首先，我们要知道，两个不同的物理网络之间的连通，要通过路由器把它们连接起来，路由器一般会有两个接口，分别承接着两个网络，路由器接口的IP地址，我们称之为“网关地址”，处于一个网络中的主机要想把数据发送给其它网络的主机，首先要经过这个“网关”（也就是路由器上承接着此网络的一个接口），才能到达别的网络，把数据交付到目标主机。

现在，我们再来说一下路由器的特性，路由器是工作在网络层的设备，比普通的交换机还要高一层。前面讲了工作在物理层和链路层的设备，主要代表是集线器和交换机，集线器不能隔离广播域，不能隔离冲突域，交换机隔离冲突域但不能隔离广播域，现在路由器，网络层的设备，它是既隔离冲突域又隔离广播域的，要记住这一特性，非常重要。

现在问题就来了，我们知道如果主机A要和主机B通信，而又不知道主机B的MAC地址时，会广播发出ARP请求来期望得到主机B的回应。但是如果现在两台主机处于不同的网络中，两个网络之间用路由器互联，这时候，主机A发出的ARP请求是广播发出的，而由于路由器的隔离广播域的特点，所以路由器根本不会把这个广播包转发到主机B所在的那个网络中。

为了解决这个问题，就要在路由器的接口上开启ARP代理。所谓“代理”就是代替主角去做一些工作，说到底也就是“让路由器来充当代理人的角色，当路由器收到主机A发出的ARP请求广播包以后，路由器先扮演主机B来给主机A回复一个ARP应答，然后由路由器再去访问主机B”。

在这个过程中，其实主机A会一直以为路由器就是主机B，我们举例来说：

设主机A的IP地址是192.168.1.2，MAC地址是01-02-03-04-05-06；

设主机B的IP地址是172.16.1.2，MAC地址是11-22-33-44-55-66；

设路由器和主机A相连的接口的IP地址是192.168.1.1，和主机B相连的接口的IP地址是172.16.1.1，路由器的MAC地址是AA-BB-CC-DD-EE-FF。

当主机A发出一个想要知道主机B的MAC地址的ARP请求之后，由于它们不在同一个网络中，所以主机B不会直接收到，而路由器同时承接着这两个网络，所以路由器会收到这个ARP的请求，这时候路由器就开始运用ARP代理的功能，把自己的MAC地址先告诉主机A，然后自己再发出一个新的ARP请求去往主机B，主机B就会把自己的MAC地址告诉路由器，这样一来，路由器就成了一个中间人，主机A和主机B都互相以为它们是直接通信的，而不知道其中隔着一个路由器。

所以主机A的ARP缓存表中就会有“172.16.1.2 对应于 AA-BB-CC-DD-EE-FF”，

主机B的ARP缓存表中就会有“192.168.1.2对应于AA-BB-CC-DD-EE-FF”，

路由器的ARP缓存表中就会有“192.168.1.2对应于01-02-03-04-05-06、172.16.1.2对应于11-22-33-44-55-66”，用一句打趣的话来讲，就是：其中的苦，只有路由器默默承受着。

它们的逻辑关系如下图：