原创 ARP协议在STC51实验板上的实现

        自从完成51实验板的焊接，本来想直接移植uIP到板子上的，我也把自己写的DM9000A驱动替换到uIP的webserver例程里了，但是结果板子上电后没有数据包输出，在IE里输入板子的地址也没有页面出來,一时无从下手，不知道应该从哪方面debug。感觉TCP/IP这方面还有很多要看的知识，与其在那里瞎调程序，不如看一些专业书籍有用。因此，这段时间主要看了TCP/IP协议 第一卷，学习一些基本的知识。知道了以太网和802.3的关系，以太网数据包的组成，什么是IP，TCP协议等。今天，从最基本的开始，先来说一说ARP（地址解析协议）在我的板子上的实现。
        ARP协议是一个网络层的协议，实现的功能是网络设备的MAC地址到IP地址的映射。在以太网中每个网络设备都有一个唯一的48位（6字节）MAC地址，数据报都是按照MAC地址发送的，其地址范围是由相关组织按照不同设备制造商统一分配的，这样保证了网络上设备地址不会冲突。但是TCP/IP协议是以32位（4字节）IP地址作为通讯地址的，怎样使MAC地址和IP地址对应上呢，这里就用到了ARP协议。

        ARP的工作过程大致是这样的：比如网络中的一台主机想要知道MAC地址为01：02：03：04：05：06的机器的IP地址，于是它就向网上发送一个ARP查询数据报（目的MAC全为FF的广播报文），网络上的所有机器收到这个广播后将查询的MAC与自己的MAC比对，如果不一致，则不回应该报文。若一致则向该主机发出ARP回复数据报（这时就是只针对发送方的单播报文了），告诉主机自己的IP（比如192.168.0.9）。这样主机就会在ARP映射表中记录这一项192.168.0.9-----〉01：02：03：04：05：06。以后，发往这个IP地址的IP/TCP/UDP等数据报就会对应到它的MAC地址。
        我在我的网络实验板上按照这个协议，实现了ARP响应（有ARP查询时，回复自己的IP），并且与PC连接后调试通过。从命令提示符窗口输入arp -a查询ARP表项可以看到，PC已经识别了我的板子，并且正确建立了MAC-〉IP的映射。这样就为后面的高层协议实现打下了基础。