FPGA以太网-ARP协议介绍

ARP协议是地址解析协议，在网络中有MAC地址和IP地址之分，IP地址可以随着网络拓扑的改变而改变，而MAC地址是不会改变的。一般MAC地址在厂商生产的时候就烧好了，以后这个器件的MAC地址就不再会改变了。

因为IP地址在网络中是可能改变的，所以我们需要知道一个设备的MAC地址和IP地址才能准确的发送信息给目的器件。

而应用程序一般是直接给某个IP发送信息的，这个时候就需要自动去获取这个IP的MAC地址了，ARP协议就是做这个事情的。

我们可以在自己的电脑上查看目前的arp表，如果你想要访问的IP在ARP表中没有与之对应的MAC地址，那么就会自动发送ARP请求指令，当从机收到ARP请求指令的时候，就会给主机一个应答信号，这样双方就都有了对方的MAC地址。

通过arp -a指令来查看此时的ARP表。可以看到并没有192.168.1.10相对应的mac地址。

通过ping命令给从机发送arp请求，现在还不支持ICMP协议，所以看到的是请求超时。

通过抓包软件可以看到ARP请求和响应的协议包

这是请求的协议包，可以看到协议是0806也就是ARP协议，操作码是1，也就是请求协议。

ARP的应答包，可以看到操作码是2。

再通过arp -a来查看目前的arp表，就可以发现多了192.168.1.10的MAC地址。

而FPGA端需要做的就是对ARP协议的解析工作。

整个arp解析分为以下几个文件

arp_rx中将以太网帧通过以下状态机进行解析

首先是前导码的解析，然后是帧头的解析，之后是数据，最后是校验信息。

当整个校验过程中出现了校验错误的情况就停止进行下一步操作，重新回到空闲状态等待下一帧数据。

最后将会获得MAC，IP，操作码等相关信息。

在arp_ctrl中会去判断发送ARP应答指令还是ARP请求指令。如果目前收到了主机的ARP请求，那么就向主机发送ARP应答。如果现在想主动获取某个IP的MAC地址，那么就发送ARP请求。

在arp_tx中会根据arp_ctrl中给的指令来组织arp包发送出去。也是分为5个状态的状态机完成这个功能。

审核编辑：刘清