位址解析協議 ARP

2021-05-18 07:56:11 字數 4464 閱讀 5140

1. 什麼是arp?

英文原義:address resolution protocol

中文釋義

是乙個位於tcp/ip協議棧中的低層協議,負責將某個ip位址解析成對應的mac位址。

區域網中,網路中實際傳輸的是「幀」,幀裡面是有目標主機的mac位址的。所謂「位址解析」就是主機在傳送幀前將目標ip位址轉換成目標mac位址的過程。arp協議的基本功能就是通過目標裝置的ip位址,查詢目標裝置的mac位址以保證通訊的順利進行。整個轉換過程是一台主機pc1先向目標主機pc2傳送包含ip位址資訊的廣播資料報,即arp請求,然後目標主機向該主機傳送乙個含有ip位址和mac位址的資料報(不再以廣播形式傳送,而是直接傳送給主機pc1

),通過mac位址兩個主機就可以實現資料傳輸了。

2. arp的使用環境

arp只在乙太網中使用。就是說,它只用在本地主機認為目標主機與它直連的情況下,比如,pc1與pc2在同一網段內,那麼pc1與pc2通訊之前就要先用arp得到pc2的mac位址從而封裝到mac幀後進行通訊。若pc1與pc1所在網段外的主機通訊,那麼它就不會用arp,而是檢視主機的路由表,從而把資料報**到閘道器,再由閘道器**出去。點對點的連線是不需要arp協議的,arp協議是使用在廣播型網路中的協議。由於在廣播型網路中主機所能連線的節點數量可以為多台,那麼必須有乙個位址解析協議來解析邏輯位址(ip位址) 和 主機位址(mac位址) 。arp協議正是被設計用來進行此種操作。而ppp協議則是乙個點對點的網路,一台主機只能連線唯一的對端,因此不需要將邏輯位址解析為主機標識,因此在ppp協議中,沒有arp和rarp協議。

3. arp原理

某機器a要向主機b傳送報文,會查詢本地的arp快取表,找到b的ip位址對應的mac位址後,就會進行資料傳輸。如果未找到,則廣播a乙個arp請求報文(攜帶主機a的ip位址ia——實體地址pa),請求ip位址為ib的主機b回答實體地址pb。網上所有主機包括b都收到arp請求,但只有主機b識別自己的ip位址,於是向a主機發回乙個arp響應報文。其中就包含有b的mac位址,a接收到b的應答後,就會更新本地的arp快取,接著使用這個mac位址傳送資料(由網絡卡附加mac位址)。因此,本地快取記憶體的這個arp表是本地網路流通的基礎,而且這個快取是動態的。

4. 例舉arp的工作過程

為了解釋arp協議的作用,就必須理解資料在網路上的傳輸過程。這裡舉乙個簡單的ping的例子。假設我們的計算機ip位址是192.168.1.1,要執行這個命令,ping 192.168.1.2。該命令會通過icmp協議傳送icmp資料報。該過程要經過下面的步驟:

1. 應用程式構造資料報,該示例是產生icmp包,被提交給核心(網路驅動程式);

2. 核心檢查是否能夠轉化該ip位址為mac位址,也就是在本地的arp快取中檢視ip-mac對應表;

3. 如果存在該ip-mac對應關係,那麼跳到步驟7;如果不存在該ip-mac對應關係,那麼接續下面的步驟;

4.核心進行arp廣播,目的地的arp位址是ff-ff-ff-ff-ff-ff,arp命令型別為request(1),其中包含有自己的mac位址;

5. 當192.168.1.2主機接收到該arp請求之後,就傳送乙個arp的reply(2)命令,其中包含自己的mac位址;

6. 本地獲得192.168.1.2主機的ip-mac位址對應關係,並儲存到arp快取;

7. 核心將把ip轉化為mac位址,然後封裝在乙太網頭結構中,再把資料傳送出去。

使用arp -a命令就可以檢視本地的arp快取內容,所以,執行乙個本地的ping命令後,arp快取就會存在乙個目的ip的記錄了。當然,如果你的資料報是傳送到不同網段的目的地,那麼就一定存在一條閘道器的ip-mac位址對應的記錄。

知道了arp協議的作用,就能夠很清楚地知道,資料報的向外傳輸很依靠arp協議,當然,也就是依賴arp快取。要知道,arp協議的所有操作都是核心自動完成的,同其他的應用程式沒有任何關係。同時需要注意的是,arp協議只適用於本網路。

5. arp協議並不只在傳送了arp請求才接收arp應答??

當計算機接收到arp應答的資料報的時候,就會對本地的arp快取進行更新,將應答中的ip和mac位址儲存在arp快取中。因此,在上面的假設網路中,b向a傳送乙個自己偽造的arp應答,而這個應答中的資料為傳送方ip位址是192.168.10.3(c的ip位址),mac位址是dd-dd-dd-dd-dd-dd(c的mac位址本來應該是cc-cc-cc-cc-cc-cc,這裡被偽造了)。當a接收到b偽造的arp應答,就會更新本地的arp快取,將本地的ip-mac對應表更換為接收到的資料格式,由於這一切都是a的系統核心自動完成的,a可不知道被偽造了。

6. free arp

我們知道,如果網路中存在相同ip位址的主機的時候,就會報告ip位址衝突的警告。這是怎麼產生的呢?

比如某主機b規定ip位址為1923168.0.1,如果它處於開機狀態,那麼其他機器a更改ip位址為192.168.0.1就會造成ip位址衝突。其原理就是:主機a在連線網路(或者更改ip位址)的時候就會向網路傳送arp包廣播自己的ip位址,也就是freearp。如果網路中存在相同ip位址的主機b,那麼b就會通過arp來reply該位址,當a接收到這個reply後,a就會跳出ip位址衝突的警告,當然b也會有警告。

因此用arp欺騙可以來偽造這個arpreply,從而使目標一直遭受ip位址衝突警告的困擾。

7. arp欺騙的兩種方式

1. 向目標傳送偽造的arp應答資料報,其中傳送方的ip位址為閘道器的位址,而mac位址則為乙個偽造的位址。當目標接收到該arp包,那麼就更新自身的arp快取。如果該欺騙一直持續下去,那麼目標的閘道器快取一直是乙個被偽造的錯誤記錄。當然,如果有些了解的人檢視arp -a,就知道問題的所在了。

2. 這種方式非常狠,能欺騙閘道器。向閘道器傳送偽造的arp應答資料報,其中傳送方的ip位址為目標ip位址,而mac位址則為乙個偽造的位址。這樣,閘道器上的目標arp記錄就是乙個錯誤的,閘道器傳送給目標的資料報都是使用了錯誤的mac位址。這種情況下,目標能夠傳送到資料到閘道器,卻不能接收到閘道器的任何資料。同時,目標自己檢視arp -a卻看不出任何問題來。

8. 如何探測出區域網中的sniffer?

首先,讓我們來看一看區域網中是怎樣傳輸資料的。當乙個資料報的目的位址是區域網內的某台計算機時,此資料報將以廣播的形式被傳送到網內每一台計算機上。而每台計算機的網絡卡將分析資料報中的目的mac位址(即以太**),如果此位址為本計算機mac位址或為廣播位址(ff-ff-ff-ff-ff-ff),那麼,資料報將被接收,而如果不是,網絡卡將直接將其丟棄。但是,這裡有乙個前提,就是接收端計算機的網絡卡是在正常模式下工作的。而如果網絡卡被設定為混雜模式,那麼它就可以接收所有經過的資料報了(當然也包括目的地不是本機的資料報) 。就是說,只要是傳送到區域網內的資料報,都會被設定成混雜模式的網絡卡所接收!這也就是sniffer的基本原理了。

鑑於sniffer的原理是設定網絡卡為混雜模式,那麼,我們就可以想辦法探測網路中被設定為混雜模式的網絡卡,以此來判斷是否存在sniffer。這裡,讓我們再來看看計算機接收資料報的規則。前面已經講過,在正常模式下,首先由網絡卡判斷資料報的目的mac位址,如果為本機mac位址或為廣播位址,那麼資料報將被接收進系統核心,否則將被丟棄。而如果網絡卡設定為混雜模式,那麼所有的資料報都將直接進入系統核心。資料報到達系統核心以後,系統還將進一步對資料報進行篩選:系統只會對目的mac位址為本機mac位址或廣播位址的資料報做出響應——如果接收到的是arp請求報文,那麼系統還將回饋乙個arp應答報文。

但是,不同的是,系統核心和網絡卡對廣播位址的判斷有些不一樣:以windows系統為例,網絡卡會判斷mac位址的所有六位,而系統核心只判斷mac位址的前兩位(win98甚至只判斷前一位),也就是說,對於系統核心而言,正確的廣播位址ff-ff-ff-ff-ff-ff和錯誤的廣播位址ff-ff-ff-ff-ff-fe是一樣的,都被認為是廣播位址,甚至ff-ff-00-00-00-00也會被系統認為是廣播位址!寫到這裡,聰明的讀者大概已經知道該怎麼做了。如果我們構造乙個目的mac位址為ff-ff-ff-ff-ff-fe的arp請求報文,那麼,對於在正常工作模式下的網絡卡,資料報將被丟棄,當然也不會回饋任何報文;而對於在混雜模式下的網絡卡,資料報將被接收進系統核心。而系統核心會認為這個mac位址是廣播位址,因此就會回饋乙個arp應答報文。這樣,我們就可以判斷出這台機器上存在sniffer了。

9. 網絡卡處於正常模式的情況下接收資料報的情況

網絡卡處於正常模式的情況下,它只接收mac為本機和廣播位址的資料報,我想它接收廣播資料報是為了檢測是否有ip衝突,比如free arp的情況,如果沒有衝突就不會做什麼處理。而接收mac為本機的就是為了響應arp請求了。

文章出處:http://blog.chinaunix.net/u/27698/showart_311084.html

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