O que é

ARP (Address Resolution Protocol) é o protocolo que resolve endereços de camada 3 (IP) em endereços de camada 2 (MAC). Quando um dispositivo conhece o IP de destino mas não sabe o MAC correspondente, ele usa o ARP para descobri-lo antes de enviar qualquer quadro Ethernet.

Um frame Ethernet é a unidade básica de transmissão na camada 2. Ele encapsula o pacote IP e carrega os endereços MAC de origem e destino. Cada campo do frame tem função específica e tamanho fixo ou mínimo definido pelo padrão IEEE 802.3.

Duplex determina como os dispositivos transmitem dados: em half-duplex, transmissão e recepção não ocorrem ao mesmo tempo; em full-duplex, ocorrem simultaneamente. A auto-negociação é o mecanismo pelo qual dois dispositivos acordam automaticamente a velocidade e o modo de duplex a usar.

Como funciona

Processo ARP completo

O ARP opera em duas etapas distintas:

1. ARP Request (broadcast)

Quando PC1 quer enviar dados para PC3 e não conhece o MAC de PC3, ele monta um ARP Request com:

• MAC de destino: FF:FF:FF:FF:FF:FF (broadcast — enviado a todos na rede local)
• MAC de origem: MAC do próprio PC1
• IP de destino: IP que PC1 quer resolver (ex.: 192.168.1.3)
• IP de origem: IP do próprio PC1

O switch recebe o broadcast e encaminha o frame por todas as interfaces, exceto aquela pela qual chegou. Todos os hosts recebem o ARP Request, mas apenas o host com o IP correspondente responde.

2. ARP Reply (unicast)

PC3 reconhece seu próprio IP no ARP Request. Como o MAC de origem de PC1 está no request, PC3 já sabe o MAC de PC1 e responde diretamente em unicast:

• MAC de destino: MAC de PC1 (já conhecido)
• MAC de origem: MAC de PC3
• Conteúdo: "O IP 192.168.1.3 está em XX:XX:XX:XX:XX:XX"

3. Cache ARP

Após receber o ARP Reply, PC1 armazena a associação IP → MAC em sua tabela ARP (cache). As próximas transmissões para o mesmo destino usam o MAC já em cache, sem precisar de novo ARP.

No Cisco IOS, o cache ARP é exibido com:

SW1# show arp

No Windows, macOS e Linux:

arp -a

Estrutura do frame Ethernet campo a campo

Tamanho mínimo: 64 bytes (sem Preamble/SFD). O header+trailer somam 18 bytes, logo o payload mínimo é 46 bytes. Se o payload for menor que 46 bytes, bytes de padding (zeros) são inseridos para completar o mínimo.

Exemplo: um ping de 36 bytes recebe 10 bytes de padding para atingir os 46 bytes mínimos.

Ping e ICMP

O ping testa a conectividade entre dois hosts. Usa dois tipos de mensagem ICMP:

• ICMP Echo Request: enviado ao host de destino (unicast)
• ICMP Echo Reply: resposta do host de destino

No Cisco IOS, o ping padrão envia 5 pacotes de 100 bytes:

R1# ping 192.168.1.3

O . indica falha; ! indica sucesso. O primeiro ping frequentemente falha porque o ARP ainda está em andamento.

Velocidade e duplex

Half-duplex: o dispositivo transmite ou recebe, nunca ambos ao mesmo tempo. Era padrão com hubs. Colisões são possíveis.

Full-duplex: transmissão e recepção simultâneas. Padrão em switches modernos. Não há colisões.

Auto-negociação: os dispositivos trocam informações via sinalização elétrica e acordam a maior velocidade e o melhor modo de duplex suportados por ambos. Interfaces Gigabit Ethernet operam em full-duplex por padrão.

Duplex mismatch: ocorre quando um lado opera em full-duplex e o outro em half-duplex. O lado em half-duplex detecta colisões e tenta retransmitir, causando degradação severa de performance. Sinais: latência alta, erros de interface, throughput muito abaixo do esperado. Causa mais comum: auto-negociação desabilitada em apenas um dos lados.

Na prática

Verificar tabela ARP no Cisco IOS

SW1# show arp
Protocol  Address          Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface
Internet  192.168.1.1             0   0c2f.b011.9d00  ARPA   GigabitEthernet0/0
Internet  192.168.1.3             2   0c2f.b06a.3900  ARPA   GigabitEthernet0/0

Verificar tabela MAC no switch

SW1# show mac address-table
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    0c2f.b011.9d00    DYNAMIC     Gi0/0
   1    0c2f.b06a.3900    DYNAMIC     Gi0/2

Limpar entradas dinâmicas

SW1# clear mac address-table dynamic
SW1# clear mac address-table dynamic address 0c2f.b011.9d00
SW1# clear mac address-table dynamic interface gigabitEthernet 0/0

Diagnosticar duplex mismatch

SW1# show interfaces GigabitEthernet 0/1
  ... Half-duplex, 100Mb/s ...
  ... input errors, CRC, frame ...

Erros crescentes de CRC e input errors com velocidade baixa são sinal clássico de mismatch.

Por que cai no exame

O CCNA 200-301 cobra ARP com frequência porque o protocolo é fundamental para o funcionamento de qualquer rede IPv4. As questões testam:

1. Tipo de endereço MAC usado no ARP Request — sempre FF:FF:FF:FF:FF:FF (broadcast). Questões tentam confundir com unicast.
2. Quem responde ao ARP Request — apenas o host com o IP correspondente, não o switch, não o gateway (salvo Proxy ARP).
3. ARP Reply é unicast — o candidato precisa saber que o reply vai direto ao solicitante, sem broadcast.
4. Campos do frame Ethernet e tamanho mínimo — 64 bytes totais, 46 bytes de payload, padding com zeros.
5. Saída do show arp vs show mac address-table — o exame apresenta saídas reais de CLI e pede interpretação.
6. Duplex mismatch — identificar sintomas e causa raiz.
7. EtherType — 0x0800 (IPv4), 0x0806 (ARP), 0x86DD (IPv6). Questões de múltipla escolha apresentam os valores hex.

Ponto de atenção: o Preamble e SFD geralmente não são contados como parte do header Ethernet. O header padrão é de 14 bytes (Dst MAC + Src MAC + EtherType) e o trailer FCS tem 4 bytes = 18 bytes total.

Nota sobre IPv6 (2026)

Em redes IPv6, o ARP não existe. Ele é substituído pelo NDP (Neighbor Discovery Protocol), que faz parte do ICMPv6. O NDP usa mensagens Neighbor Solicitation (equivalente ao ARP Request) e Neighbor Advertisement (equivalente ao ARP Reply). A tabela equivalente ao cache ARP em IPv6 é chamada de Neighbor Cache.

Resumo em uma linha

ARP descobre o MAC de um IP desconhecido via broadcast (request) e unicast (reply), o resultado fica em cache, e o frame Ethernet carrega essa informação dentro de uma estrutura mínima de 64 bytes com velocidade e duplex negociados automaticamente entre os dispositivos.