关于代理arp的原理以及通信过程解析

   在看一些技术文档的时候，突然想到了代理arp这个东西，之前一直也没注意，所以就趁着今天去学习了下。

首先就是拓扑图：这里我用模拟器画图~~用真机（CISCO 1921）做的实验

    网上大多数人以及网站对于代理ARP的解释：当PC没有设置默认网关时，如果PC要和不同网段的客户端进行通信，那么需要知道目的的mac地址，如何获取，当然是通过ARP了，但是如果目的地址和本地地址不属于同一个网段呢？问题就出现在这里了，很多人认为PC此时会发送ARP广播，然后路由器的接口如果开启了代理arp（使用 no ip arp proxy开启，全局使用Ip arp proxy disable关闭）功能 就会以自己的接口mac回应，但是事实并非如此。实际的情况是，PC不会发送任何ARP的报文。见下图

        大家可以看到，PCA 没有发送任何ARP和ICMP报文，因为如果目的网段和自己的网段不同，并且PC没有设置默认网关，PC会直接丢弃，这个和是否开启ARP代理没有半毛钱的关系。。。

        ARP代理此时是开启的

这里请教下大神，这个Local Proxy ARP是干嘛的，始终不能显示为enable。。求看到的大神指导

可以看到，就算PCA使用ping命令，路由器没有获得任何有关PCA和PCB的arp表项。

说到这里，大家应该清楚了，ARP代理并不是网上说的那样充当什么默认网关啥的，那么到底这玩意怎么用呢？

接下来我们使用另外一个拓扑，如图：

是的 就是这么奇怪的拓扑，路由器左边PC掩码和路由器的G0/0不同，右边则是一致的。

先关闭ARP代理

全局使用ip arp proxy disable关闭即可。

然后抓包。记住此时A B的网关都没有设置

先查看PCA的arp表项

和之前说的一样，PCA不会产生任何报文，所以当然也不会有任何其他的ARP表项了。

此时的路由器任然也是只有自己两个接口的ARP表项。

那么接下来我们使用PCA ping PCB，会出现什么现象呢？

为什么这里PCA也没有网关，但是却发送了ARP请求呢？

因为！！！

PCA的网络号为172.16.0.0.（ip地址和掩码进行与运算），PCB的地址为172.16.2.2。PCA会将自己的掩码和PC地址进行与运算，发现自己和目的地址属于同一个网段（即使PCB的网段是172.16.2.0/24）。所以才会产生ARP请求，但是由于路由器关闭了ARP代理，所以不会对PCA的ARP请求进行响应。所以上图只有arp request但是没有arp reply。所以此时PCA的ARP表项以及路由器的ARP表项都不会产生变化。当然，PCA多了几个奇怪的ARP表项我也没有去查是干嘛的。

如果此时让路由器获取到PCB的mac地址，在关闭ARP代理的前提下，路由器是否会将PCB的mac告知给PCA呢。

很简单，我们使用PCB ping路由器的G0/1接口地址，虽然PCB没有默认网关，但是由于两者属于同一个网段，所以能够ping通，而且路由器能够获取PCB的mac地址。

再次使用PCA ping PCB，然后观察PCA的ARP表项。还是没有任何变化，因为A的ARP请求到达路由器之后， 路由器会 从OSI模型的第一层依次解封装，解封装到第二层的时候，由于目的mac为广播，没有开启ARP Proxy，路由器会直接丢弃广播 包，所以即使路由器有B的MAC地址，也不会给A   ARP Reply。

即使此时所有设备都有了其他的MAC地址表项（使用静态绑定）， 也是无法 联通的， 因为单播报文拆包时 ，到第二层，如果目的MAC不是路由器自身的接口地址，路由器也是会直接丢弃。

接下来就是开启ARP代理。使用no  ip arp proxy（看起来很奇怪）。

开启ARP代理之后，PCA能够获取到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报文能够成功到达PCB。这点是由PCB上面使用Wireshark抓包得到的结论。我就不截图了 太麻烦了。

但是PCB受到该报文之后 ，创建ICMP echo reply报文的时候，由于目的地址和自己不属于同一个网段，并且 又不是广播地址，而且自身又没有设置 默认网关，所以直接 丢弃  ping的回包，所以对于PCA来说是无法获取reply的，如图：

说到这里 我就有一个疑问了，在这诚心请教大牛。

 我在PCB静态绑定ARP  PCA'S ip-》G0/1's mac。按照我的想法，当创建reply报文的时候，从上到下依次封装，封装到数据链路层的时候，目的mac地址为G0/1的mac地址。应该会回复，为什么PCB直接丢弃了而不是进行回复！！！

如果想要PCA能够ping通PCB，在PCB上指定默认网关即可。

指定默认网关后，A<->B可以双向正常通信，原理见上面的那段

到现在应该基本解释清楚了代理ARP的功能和作用，其实非常鸡肋。

对了还有一点。指定默认默认网关和使用ARP代理PC的arp表项完全不同。

使用ARP代理：会存在不同网段的ip和mac的对应 如图

但是使用默认网关的时候只会存在一个对应关系。那就是网关以及网关mac的对应关系 如图

最后就是，写这个的时候我百度了一些东西，有一部分和狼哥的差不多，只不过有些细节方面我测试了下。@狼哥 他的博客的地址是bbs.51cto.com/thread-651652-1.html.

希望高手能够消除我之前的疑问，谢谢了~~