關于代理arp的原理以及通信過程解析

   在看一些技術文檔的時候，突然想到了代理arp這個東西，之前一直也沒注意，所以就趁著今天去學習了下。

首先就是拓撲圖：這里我用模擬器畫圖~~用真機（CISCO 1921）做的實驗

    網上大多數人以及網站對于代理ARP的解釋：當PC沒有設置默認網關時，如果PC要和不同網段的客戶端進行通信，那么需要知道目的的mac地址，如何獲取，當然是通過ARP了，但是如果目的地址和本地地址不屬于同一個網段呢？問題就出現在這里了，很多人認為PC此時會發送ARP廣播，然后路由器的接口如果開啟了代理arp（使用 no ip arp proxy開啟，全局使用Ip arp proxy disable關閉）功能 就會以自己的接口mac回應，但是事實并非如此。實際的情況是，PC不會發送任何ARP的報文。見下圖

        大家可以看到，PCA 沒有發送任何ARP和ICMP報文，因為如果目的網段和自己的網段不同，并且PC沒有設置默認網關，PC會直接丟棄，這個和是否開啟ARP代理沒有半毛錢的關系。。。

        ARP代理此時是開啟的

這里請教下大神，這個Local Proxy ARP是干嘛的，始終不能顯示為enable。。求看到的大神指導

可以看到，就算PCA使用ping命令，路由器沒有獲得任何有關PCA和PCB的arp表項。

說到這里，大家應該清楚了，ARP代理并不是網上說的那樣充當什么默認網關啥的，那么到底這玩意怎么用呢？

接下來我們使用另外一個拓撲，如圖：

是的 就是這么奇怪的拓撲，路由器左邊PC掩碼和路由器的G0/0不同，右邊則是一致的。

先關閉ARP代理

全局使用ip arp proxy disable關閉即可。

然后抓包。記住此時A B的網關都沒有設置

先查看PCA的arp表項

和之前說的一樣，PCA不會產生任何報文，所以當然也不會有任何其他的ARP表項了。

此時的路由器任然也是只有自己兩個接口的ARP表項。

那么接下來我們使用PCA ping PCB，會出現什么現象呢？

為什么這里PCA也沒有網關，但是卻發送了ARP請求呢？

因為！！！

PCA的網絡號為172.16.0.0.（ip地址和掩碼進行與運算），PCB的地址為172.16.2.2。PCA會將自己的掩碼和PC地址進行與運算，發現自己和目的地址屬于同一個網段（即使PCB的網段是172.16.2.0/24）。所以才會產生ARP請求，但是由于路由器關閉了ARP代理，所以不會對PCA的ARP請求進行響應。所以上圖只有arp request但是沒有arp reply。所以此時PCA的ARP表項以及路由器的ARP表項都不會產生變化。當然，PCA多了幾個奇怪的ARP表項我也沒有去查是干嘛的。

如果此時讓路由器獲取到PCB的mac地址，在關閉ARP代理的前提下，路由器是否會將PCB的mac告知給PCA呢。

很簡單，我們使用PCB ping路由器的G0/1接口地址，雖然PCB沒有默認網關，但是由于兩者屬于同一個網段，所以能夠ping通，而且路由器能夠獲取PCB的mac地址。

再次使用PCA ping PCB，然后觀察PCA的ARP表項。還是沒有任何變化，因為A的ARP請求到達路由器之后， 路由器會 從OSI模型的第一層依次解封裝，解封裝到第二層的時候，由于目的mac為廣播，沒有開啟ARP Proxy，路由器會直接丟棄廣播 包，所以即使路由器有B的MAC地址，也不會給A   ARP Reply。

即使此時所有設備都有了其他的MAC地址表項（使用靜態綁定）， 也是無法 聯通的， 因為單播報文拆包時 ，到第二層，如果目的MAC不是路由器自身的接口地址，路由器也是會直接丟棄。

接下來就是開啟ARP代理。使用no  ip arp proxy（看起來很奇怪）。

開啟ARP代理之后，PCA能夠獲取到PCB的MAC地址，并且是路由器G0/0的mac地址。

使用ping命令，Icmp echo request報文能夠成功到達PCB。這點是由PCB上面使用Wireshark抓包得到的結論。我就不截圖了 太麻煩了。

但是PCB受到該報文之后 ，創建ICMP echo reply報文的時候，由于目的地址和自己不屬于同一個網段，并且 又不是廣播地址，而且自身又沒有設置 默認網關，所以直接 丟棄  ping的回包，所以對于PCA來說是無法獲取reply的，如圖：

說到這里 我就有一個疑問了，在這誠心請教大牛。

 我在PCB靜態綁定ARP  PCA'S ip-》G0/1's mac。按照我的想法，當創建reply報文的時候，從上到下依次封裝，封裝到數據鏈路層的時候，目的mac地址為G0/1的mac地址。應該會回復，為什么PCB直接丟棄了而不是進行回復！！！

如果想要PCA能夠ping通PCB，在PCB上指定默認網關即可。

指定默認網關后，A<->B可以雙向正常通信，原理見上面的那段

到現在應該基本解釋清楚了代理ARP的功能和作用，其實非常雞肋。

對了還有一點。指定默認默認網關和使用ARP代理PC的arp表項完全不同。

使用ARP代理：會存在不同網段的ip和mac的對應 如圖

但是使用默認網關的時候只會存在一個對應關系。那就是網關以及網關mac的對應關系 如圖

最后就是，寫這個的時候我百度了一些東西，有一部分和狼哥的差不多，只不過有些細節方面我測試了下。@狼哥 他的博客的地址是bbs.51cto.com/thread-651652-1.html.

希望高手能夠消除我之前的疑問，謝謝了~~