概念：

1. ARP協議(地址解析協議):由IP地址轉換為MAC地址的協議。IP地址：網絡號+主機號。MAC地址：數據鏈路層的物理地址（硬件地址）。IP協議使用了ARP協議，因此被劃歸為網絡層，但其用途是從網絡層使用的IP地址解析出數據鏈路層的硬件地址，因此有些也將其劃歸為數據鏈路層。與ARP協議成對的協議為RARP，它是從MAC地址到IP地址的轉換。

2. 網絡層使用的是IP地址，但在實際網絡的鏈路上傳送數據幀時，最終還是使用網絡的硬件地址。但IP地址和網絡的硬件地址本身存在格式上的不同，也沒有什么直接的映射關系。同時，網絡上也有不同的主機加入進來，或撤走一些主機，更換網絡適配器也會使硬件地址改變，因此引入了ARP協議，ARP協議主要解決此類問題的方法是在主機ARP高速緩存中存放一個從IP地址到硬件地址的映射表，并且這個映射表經常動態更新。

3. 每個主機都有一個ARP高速緩存，里面有局域網的主機和路由器的IP到硬件地址的映射表，這些都是該主機目前知道的一些地址。舉個栗子哦，當主機A要給主機B發送報文時，主機A會在高速緩存中找是否有B的IP地址，如果有，則在ARP高速緩存中找到對應的硬件地址，再把這個地址寫入MAC幀，然后通過局域網把該MAC幀發送到此硬件地址。也有可能查不到其IP地址，可能是由于主機B才入網，也可能是主機A剛加電，高速緩存還是空的。這種情況的話，主機A會自動運行ARP，來找出硬件地址。

（1） ARP在局域網中廣播請求分組，找主機B的IP地址
（2） 在局域網上運行的主機都可以接收到ARP廣播的消息，但只有主機B會有響應，其他主機則忽略該廣播。
（3）主機B響應分組后，會在ARP響應分組中寫入自己的硬件地址，此時的響應分組是單播的。剛剛廣播是因為不知道主機是哪一個，現在知道了具體是哪一個主機后，主機B直接給主機A響應，因此是普通的單播。
（4） 主機A收到主機B的響應分組后，在ARP高速緩存中寫入主機B的從IP地址到硬件地址的映射。為什么要將其寫入ARP高速緩存呢，你發送數據報可能不止一次，當你發送完之后，主機B也給主機A響應后，可能也會發送數據報，這時如果沒有ARP高速緩存，可能主機B也得以廣播的方式先找到主機A的IP，再找硬件地址，這樣就大大降低了網絡的通信量，因此使用ARP來增加網絡的通信量，也提供了方便。

4. ARP把保存在高速緩存中的每一個映射地址項目都設置生存時間，超過生存時間的項目就從高速緩存中刪除掉。比如說主機A給主機B發數據，某一天，主機B的網絡適配器壞了，B更換了一塊，這時其硬件地址也被修改，這樣的話高速緩存中存的還是原來的那個地址，這下你肯定找不到確定的硬件地址，有了生存時間后，你可以在限定的時間內找，如果找不到的話，就將原先的硬件地址刪除，再重新廣播發送ARP請求分組，重新找到B。繼續上述的步驟，在高速緩存中寫入正確的硬件地址即可。

5. ARP協議是解決局域網的情況，如果是不同的網絡中的主機間的傳送數據報呢？這里我們涉及到路由器的概念。主機A無法直接解析主機B的硬件地址，我們這時通過連接到主機A的路由器來進行轉發，找到另一網絡（通過將路由器A的IP轉化為硬件地址，以便將IP數據報寫入路由器A，A從轉發表中找到下一跳路由B，同時解析出路由器B的硬件地址，于是再將數據報轉發到路由B上），再通過路由器廣播的方式（解析目的主機的硬件地址），找到正確的主機，傳送數據報。

關于ARP，主要有四種典型情況：
1. 發送方是主機，把IP數據報發送到同一網絡的另一個主機，此時主機A發送ARP請求分組，廣播，找到目的主機的硬件地址
2. 發送方是主機，把IP數據報發送到不同網絡的另一個主機，這時主機A發送ARP請求分組，找到主機A的路由器的硬件地址，剩下的工作由路由器完成。
3. 發送方是路由器，把IP數據報轉發到同一網絡的另一個主機，此時路由器發送ARP請求分組，廣播，找到目的主機的硬件地址
4. 發送方是路由器，把IP數據報轉發到不同網絡的另一個主機，這時路由器R1發送ARP請求分組，找到下一跳路由器R2的硬件地址，剩下的工作由路由器R2完成。

下面我們來寫個腳本來實現抓取主機MAC地址：

#!/bin/bash
net='192.168.127.'   //是我自己的主機IP
i=1
count=0
while [ $i -le 254 ]
doif [ $count -eq 20 ];thencount=0sleep 1fiping -c1 $net$i &   //檢查網絡是否連通let i++let count++donewait

我們可以使用arp -a來查看緩存中的MAC地址。如下：

其中顯示incomplete的就是沒有存入緩存中的。我們可以過濾一下。

#!/bin/bash
net='192.168.127.'
i=1
count=0
while [ $i -le 254 ]
doif [ $count -eq 20 ];thencount=0sleep 1fiping -c1 $net$i &let i++let count++donewait
arp -a | grep -v 'incomplete'

這次就會直接將沒有連接的IP過濾掉，運行結果為：

這樣我們就很好的抓取到了對應主機的MAC地址。