正向ARP

即ARP协议，是已知对方IP地址，请求对方MAC地址的一种地址解释协议。也就是通过IP地址获取MAC地址。其工作原理如下：

  Step1、在发送数据前，设备会先查找ARP的缓存表（通过指令 arp -a）；如果缓存表中存在对方设备的MAC地址，则直接采用该MAC地址来封装帧，然后将帧发送出去。如果缓冲表中不存在相应信息，则通过ARP来获取。方法为向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。

  Step2、主机1通过发送ARP Request报文来获取主机2的MAC地址；由于不知道目的MAC地址，因此ARP Request报文内的目的端MAC地址为0。

  Step3、ARP Request是广播数据帧，因此交换机收到后，会对该帧执行泛洪操作。

  Step4、所有的主机接收到该ARP Request报文后，都会检查他的目的端IP地址字段与自身的IP地址是否匹配；主机2发现IP地址匹配，则会将ARP报文中的发送端MAC地址和发送端IP地址信息记录到自己的ARP缓存表中（如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败）。

  Setp5、主机2通过发送ARP Replay报文来响应主机1的请求；此时主机2已知主机1的MAC地址，因此ARP Replay是单播数据帧。

  Step6、交换机收到该单播数据帧后，会对该帧执行转发操作。

  Step7、主机1收到ARP Replay以后，会检查ARP报文中目的端IP地址字段是否与自己的IP地址匹配；如果匹配，会将ARP报文中发送端MAC地址和发送端IP地址信息记录到自己的ARP缓存表中。

其中需要注意

  1、ARP请求以广播发送、以单播回应 2、路由器隔离广播。每一个网段都是独立的广播域 3、跨越网段通信需要使用网关的mac地址

反向ARP

即RARP协议，也就是反向地址转换协议，网络层协议。

这个协议用于一种特殊情况：如果站点被初始化后，只有自己的物理网络地址（MAC地址）而没有IP地址，那么则可以通RARA协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责回答。 

这样无IP的站点可以通过RARP协议取得自己的IP地址，这个地址在下一次系统重新开始以前都有效，不用连续广播请求。

RARP广泛用于获取无盘工作站的IP地址；也允许局域网的物理机器从网关服务器ARP表或者缓存上请求其IP地址。

RARP与ARP工作方式相反。工作原理如下：　

  Step1、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。

  Step2、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。

  Step3、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。　

  Step4、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。

另外：如果在第1-3中被ARP病毒攻击，则服务器做出的反映就会被占用，源主机同样得不到RARP服务器的响应信息，此时并不是服务器没有响应而是服务器返回的源主机的IP被占用。

免费APR

Gratuitous ARP也称为免费ARP / 无故ARP。免费ARP本质是ARP协议的实现，所以只要有支持TCP/IP的网卡，支持ARP协议，就有免费ARP。免费ARP不同于一般的ARP请求，它并非期待得到IP对应的MAC地址，而是当主机启动的时候，将发送一个Gratuitous ARP请求，即请求自己的IP地址的MAC地址。

可以理解为它自己向外广播，判断自身IP地址对应的MAC在该网络中是否有冲突。这个也就是他的工作原理。

免费APR的作用是：