FPGA以太網(wǎng)-ARP協(xié)議介紹

ARP協(xié)議是地址解析協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中有MAC地址和IP地址之分，IP地址可以隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖兌淖?，而MAC地址是不會(huì)改變的。一般MAC地址在廠(chǎng)商生產(chǎn)的時(shí)候就燒好了，以后這個(gè)器件的MAC地址就不再會(huì)改變了。

因?yàn)镮P地址在網(wǎng)絡(luò)中是可能改變的，所以我們需要知道一個(gè)設(shè)備的MAC地址和IP地址才能準(zhǔn)確的發(fā)送信息給目的器件。

而應(yīng)用程序一般是直接給某個(gè)IP發(fā)送信息的，這個(gè)時(shí)候就需要自動(dòng)去獲取這個(gè)IP的MAC地址了，ARP協(xié)議就是做這個(gè)事情的。

我們可以在自己的電腦上查看目前的arp表，如果你想要訪(fǎng)問(wèn)的IP在A(yíng)RP表中沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)的MAC地址，那么就會(huì)自動(dòng)發(fā)送ARP請(qǐng)求指令，當(dāng)從機(jī)收到ARP請(qǐng)求指令的時(shí)候，就會(huì)給主機(jī)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，這樣雙方就都有了對(duì)方的MAC地址。

通過(guò)arp -a指令來(lái)查看此時(shí)的ARP表。可以看到并沒(méi)有192.168.1.10相對(duì)應(yīng)的mac地址。

通過(guò)ping命令給從機(jī)發(fā)送arp請(qǐng)求，現(xiàn)在還不支持ICMP協(xié)議，所以看到的是請(qǐng)求超時(shí)。

通過(guò)抓包軟件可以看到ARP請(qǐng)求和響應(yīng)的協(xié)議包

這是請(qǐng)求的協(xié)議包，可以看到協(xié)議是0806也就是ARP協(xié)議，操作碼是1，也就是請(qǐng)求協(xié)議。

ARP的應(yīng)答包，可以看到操作碼是2。

再通過(guò)arp -a來(lái)查看目前的arp表，就可以發(fā)現(xiàn)多了192.168.1.10的MAC地址。

而FPGA端需要做的就是對(duì)ARP協(xié)議的解析工作。

整個(gè)arp解析分為以下幾個(gè)文件

arp_rx中將以太網(wǎng)幀通過(guò)以下?tīng)顟B(tài)機(jī)進(jìn)行解析

首先是前導(dǎo)碼的解析，然后是幀頭的解析，之后是數(shù)據(jù)，最后是校驗(yàn)信息。

當(dāng)整個(gè)校驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了校驗(yàn)錯(cuò)誤的情況就停止進(jìn)行下一步操作，重新回到空閑狀態(tài)等待下一幀數(shù)據(jù)。

最后將會(huì)獲得MAC，IP，操作碼等相關(guān)信息。

在arp_ctrl中會(huì)去判斷發(fā)送ARP應(yīng)答指令還是ARP請(qǐng)求指令。如果目前收到了主機(jī)的ARP請(qǐng)求，那么就向主機(jī)發(fā)送ARP應(yīng)答。如果現(xiàn)在想主動(dòng)獲取某個(gè)IP的MAC地址，那么就發(fā)送ARP請(qǐng)求。

在arp_tx中會(huì)根據(jù)arp_ctrl中給的指令來(lái)組織arp包發(fā)送出去。也是分為5個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)完成這個(gè)功能。

審核編輯：劉清