ARP协议学习(三)
ARP协议
引言
因此需要能够将逻辑地址和相应的物理地 址之间进行映射。完成这样的映射可使用 静态映射和动态映射。 静态映射：创建一个表，存储逻辑地址和 物理地址的关联关系。然后将网络上的每 个主机都存储这个表。缺点是映射表必须 周期的更新，增加了网络的开销。
引言
动态映射：地址解析协议ARP和逆地 址解析协议RARP
7.目的主机收到广播报文
后，知道是发送端在询 问它的IP地址，发送 ARP应答，包含他自己 的IP地址及硬件地址。
4.若目的主机在本 地网络上，则IP数 据报直接送到目的 主机。若目的主机 在远程网络上，则 发到本地路由器， 再转发 IP 数据报。 9. 发送 IP 数据 报到目的主机
ARP-分组格式
既然每个以太网设备在出厂时都有一个唯一的MAC地址了，那 为什么还需要为每台主机再分配一个IP地址呢？或者说为什么 每台主机都分配唯一的IP地址了，为什么还要在网络设备（如 网卡，集线器，路由器等）生产时内嵌一个唯一的MAC地址呢？ 主要原因有以下几点：（1）IP地址的分配是根据网络的拓朴 结构，而不是根据谁制造了网络设置。若将高效的路由选择方 案建立在设备制造商的基础上而不是网络所处的拓朴位置基础 上，这种方案是不可行的。（2）当存在一个附加层的地址寻 址时，设备更易于移动和维修。例如，如果一个以太网卡坏了， 可以被更换，而无须取得一个新的IP地址。如果一个IP主机从 一个网络移到另一个网络，可以给它一个新的IP地址，而无须 换一个新的网卡。（3）无论是局域网，还是广域网中的计算 机之间的通信，最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的 初始节点出发，从一个节点传递到另一个节点，最终传送到目 的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由ARP（Address Resolution Protocol：地址解析协议）负责将IP地址映射到 MAC地址上来完成的。
《ARP协议简介》课件
什么是ARP欺骗攻击？
一种网络攻击手段，攻击者伪造自己的MAC地 址，欺骗其他设备认为其是目标设备
如何防范ARP欺骗？
• 使用静态ARP表 • ARP协议的绑定功能 • 使用交换机的端口安全功能 • 限制ARP广播域
ARP与RARP的区别
ARP协议
解析IP地址，获取MAC地址
RARP协议
解ห้องสมุดไป่ตู้MAC地址，获取IP地址
3
优缺点
优点：简单、广泛应用；缺点：容易 遭到攻击，效率较低
ARP缓存表
什么是ARP缓存表？
储存最近查询到的MAC地 址，加快下次查询速度
如何查询ARP缓存表？
使用命令“arp -a”可以查看 所有的ARP缓存表内容
如何清空ARP缓存表？
使用命令“arp -d”可清空 ARP缓存表中所有内容
ARP欺骗攻击及防范
ARP协议的未来
虽然ARP协议在现代网络中仍得到广泛使用，但随着技术的发展和网络的升级，人们也在寻求更加安全、 高效、智能的协议来替代它。
总结
本次分享带您了解了ARP协议的概念、工作原理、缓存表、防范措施以及应用场景。虽然容易被攻击， 但ARP协议在IP通信中仍具有重要地位。
ARP协议简介
ARP协议（Address Resolution Protocol）是将IP地址映射成MAC地址的一种协 议。它是计算机网络中重要的协议之一。
ARP协议概述
1
功能说明
ARP协议解析IP地址，查询对应的MAC
工作流程
2
地址，保障IP通信
通过以太网广播询问目标设备的MAC
地址，获取其回应
ARP协议的应用
1 局域网中，主机之间的通信
arp协议功能
arp协议功能ARP（Address Resolution Protocol）是一种用于将网络层IP地址解析为物理层MAC地址的协议。
其主要功能是通过在本地网络中广播查询请求，来获取一个IP地址对应的MAC地址，以便进行数据包的传输。
ARP协议的主要功能包括：1. IP地址与MAC地址的映射：ARP协议通过将网络层的IP地址映射到物理层的MAC地址，实现了不同层之间的通信。
ARP协议会通过广播查询本地网络中目标IP地址对应的MAC地址，然后将该映射关系存储到本地的ARP缓存中，以便后续的数据包传输。
2. ARP查询与响应：当主机A需要向主机B发送数据包时，会通过ARP协议查询主机B的MAC地址。
主机A会向本地网络中广播一个ARP请求，请求的内容包括主机A的IP地址和MAC地址，以及目标IP地址。
当主机B接收到这个ARP请求后，会检查请求中的目标IP地址是否与自己的IP地址相匹配，如果匹配，则会向主机A发送一个ARP响应，包括自己的IP地址和MAC地址。
主机A收到响应后，可以将主机B的IP地址与MAC地址的映射关系存储到本地ARP缓存中，以便后续的通信。
3. ARP缓存管理：为了减少ARP请求和响应的次数，ARP协议会将查询到的IP地址与MAC地址的映射关系存储在本地ARP缓存中。
当主机收到一个数据包时，会首先检查本地的ARP缓存，查找目标IP地址对应的MAC地址。
如果找到了对应的MAC地址，则直接使用该地址进行数据包的传输；如果没有找到对应的MAC地址，则需要进行ARP查询，获取对应的MAC地址。
4. ARP欺骗检测：ARP协议的一个重要功能是检测和防止ARP欺骗攻击。
ARP欺骗是指攻击者通过发送虚假的ARP响应，欺骗目标主机将目标IP地址与攻击者的MAC地址进行映射。
为了防止ARP欺骗，主机可以定期发送ARP请求，检查本地的ARP缓存是否被篡改；另外，网络设备也可以使用ARP防火墙等安全技术来检测和过滤虚假的ARP响应。
ARP协议
unsigned long arp_tpa; /* 目标的协议地址*/}ARPHDR,*PARPHDR;为了解释ARP协议的作用，就必须理解数据在网络上的传输过程。
这里举一个简单的PING例子。
假设我们的计算机IP地址是192.168.1.1 ，要执行这个命令：ping192.168.1.2 。
该命令会通过ICMP协议发送ICMP数据包。
该过程需要经过下面的步骤：1、应用程序构造数据包，该示例是产生ICMP包，被提交给内核(网络驱动程序)；2、内核检查是否能够转化该IP地址为MACM址，也就是在本地的ARP 缓存中查看IP-MAC对应表[1] ;3、如果存在该IP-MAC对应关系，那么跳到步骤7;如果不存在该IP-MAC 对应关系，那么接续下面的步骤；4、内核进行ARP广播，目的地的MACM址是FF-FF-FF-FF-FF-FF , ARP 命令类型为REQUEST1),其中包含有自己的MACM址；5、当192.168.1.2 主机接收到该ARP请求后，就发送一个ARP的REPLY (2)命令，其中包含自己的MAC也址；6、本地获得192.168.1.2 主机的IP-MAC地址对应关系，并保存到ARP 缓存中；7、内核将把IP转化为MACM址，然后封装在以太网头结构中，再把数据发送出去；使用arp-a命令就可以查看本地的ARP缓存内容，所以，执行一个本地的PING 命令后，ARP缓存就会存在一个目的IP的记录了。
当然,如果你的数据包是发送到不同网段的目的地，那么就一定存在一条网关的IP-MAC 地址对应的记录。
知道了ARP协议的作用，就能够很活楚地知道，数据包的向外传输很依靠ARP协议，当然，也就是依赖ARP缓存。
要知道，ARP协议的所有操作都是内核自动完成的，同其他的应用程序没有任何关系。
同时需要注意的是，ARP协议只使用丁本网络。
2. ARP协议的利用和相关原理介绍。
一、交换网络的嗅探ARP协议并不只在发送了ARP请求才接收ARP应答。
ARP协议详解
其他相关-RARP
• RARP (Reverse ARP )
• 用于把物理地址（MAC地址）转换到对应 的 IP 地址
Thanks
ARP协议分析
SA09225266 高树荣
ARP为何存在？
Host A Host B
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
数据流向
应用层
IP
IP报文 IP报文
传输层 网络层 数据链路层
MAC
帧 帧
物理层
数据流向
网络
ARP为何存在？
Host A Host B
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
ARP协议提供的服务就是将IP地址转化为 相应MAC地址。
ARP工作方式
主机A发送ARP请求（包 含目的IP C），以广播方 式传给各个主机
主机收到请求后，将本机 IP与询问IP比较，主机C 发现一致，将IP,MAC发回
ARP工作方式
当寻找不存在的主机时，会发出多个ARP请求直至超时结束
ARP报文格式
数据流向
应用层
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱIP
IP报文 ARP IP报文
传输层 网络层 数据链路层
MAC
帧 帧
物理层
数据流向
网络
ARP协议简介
ARP(Address Resolution Protocol,ARP), 地址解析协议 IP是主机的逻辑地址，工作在网络层，而数 据要在数据链路层传输时，需要的则是 MAC地址，即主机的物理地址。
ARP为0x0806
1.ARP请求
2.ARP应答 3.RARP请求
1.以太网
4.RARP应答
ARP协议详解ppt课件
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ARP-工作原理
每台主机或路由器都有一个ARP缓存表，用来保 存IP地址与MAC地址的对应关系。
以主机A（192.168.1.5）向主机B （192.168.1.1）发送数据为例。当发送数据时， 主机A会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标 IP地址。如果找到了，也就知道了目标MAC地址， 直接把目标MAC地址写入帧里面发送就可以了；
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ARP-分组格式
6. 发送方硬件地址、发送 方协议地址、目的硬件 地址和目的协议地址:它 们是可变长度字段。源 和目的硬件地址对应以 太网都是48位地址。源 和目的协议地址对应 IPv4协议是32位地址。
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ARP-分组格式
思考：各字段的填充值是什么？
对于一个 ARP 请求来说，除目的硬件 地址外的所有其他字段都有填充值。当 系统收到一份目的为本机的ARP 请求报 文后，它就把硬件地址填进去，然后用 两个发送端地址分别替换两个目的地址， 并把操作字段置为2，最后把它发送回去。
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ARP-工作原理
如果在ARP缓存表中没有找到目标IP地址， 主机A就会在网络上发送一个广播arp request，请求包中包含了A主机的ip地址 和mac地址。
网络上其他主机并不响应ARP询问，直接丢
弃，只有主机B接收到这个帧时，才以单播
方式向主机A做出回应arp reply，并带上自
ARP缓存表设置了生存时间TTL，在一段时间内（一般 15到20分钟，跟操作系统有关）如果表中的某一行没 有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的
图解ARP协议
图解ARP协议前置知识:MAC地址在说到ARP协议之前,需要了解MAC地址,在OSI七层模型中,第三层是⽹络层,要解决的是下⼀跳机制确定的设备位置,具体来说就是⽹卡地址,MAC地址⽤于在⽹络中唯⼀标⽰⼀个，⼀台设备若有⼀或多个⽹卡，则每个⽹卡都需要并有⼀个唯⼀的MAC地址。
MAC地址格式MAC地址共48位（6个字节），以⼗六进制表⽰。
第1Bit为⼴播地址(0)/群播地址(1)，第2Bit为⼴域地址(0)/区域地址(1)。
前3~24位由IEEE决定如何分配给每⼀家制造商，且不重复，后24位由实际⽣产该⽹络设备的⼚商⾃⾏指定且不重复。
ff:ff:ff:ff:ff:ff则作为⼴播地址。
01:xx:xx:xx:xx:xx是多播地址，01:00:5e:xx:xx:xx是IPv4多播地址。
ARP协议简介地址解析协议（英语：Address Resolution Protocol，缩写：ARP）是⼀个通过解析⽹络层地址来找寻数据链路层地址的⽹络传输协议，它在IPv4中极其重要。
ARP是通过⽹络地址来定位MAC地址。
ARP已经在很多⽹路层和数据链接层之间得以实现，包括IPv4，Chaosnet, DECnet和Xerox PARC Universal Packet（PUP）使⽤IEEE 802标准, 光纤分布式数据接⼝, X.25, 帧中继和异步传输模式（ATM），IEEE 802.3和IEEE 802.11标准上IPv4占了多数流量。
在IPv6中,邻居发现协议（NDP）⽤于代替地址解析协议（ARP）。
ARP功能在以太⽹协议中规定，同⼀局域⽹中的⼀台主机要和另⼀台主机进⾏直接通信，必须要知道⽬标主机的MAC地址。
⽽在TCP/IP协议中，⽹络层和传输层只关⼼⽬标主机的IP地址。
这就导致在以太⽹中使⽤IP协议时，数据链路层的以太⽹协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含⽬的主机的IP地址。
于是需要⼀种⽅法，根据⽬的主机的IP地址，获得其MAC地址。
arp协议的工作原理
arp协议的工作原理ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是用于在局域网中将IP地址解析为MAC地址的一种协议。
其工作原理如下：首先，当一个设备想要与另一个设备通信时，在发送数据包之前，需要知道对方的MAC地址。
而通常情况下，设备只知道目标的IP地址，不知道对应的MAC地址。
当一个设备要发送数据包到目标设备时，它首先检查自己的ARP缓存表，这是一个保存了IP地址和对应MAC地址的映射关系的表。
如果在表中找到了对应的MAC地址，设备就可以直接使用该地址发送数据包。
如果在ARP缓存表中没有找到对应的MAC地址，设备就会发送一个ARP请求广播。
该广播消息中包含了源设备的IP和MAC地址以及目标设备的IP地址。
其他设备收到该广播消息后，根据自己的ARP缓存表，检查是否与目标设备的IP地址匹配。
如果有设备的ARP缓存表中有对应的IP地址，它就会将自己的MAC地址作为ARP响应发送给源设备。
ARP响应消息中包含了源设备的IP和MAC地址以及目标设备的IP和MAC地址。
当源设备收到ARP响应消息后，它会更新自己的ARP缓存表，将目标设备的IP和MAC地址添加到表中。
然后，源设备可以使用目标设备的MAC地址发送数据包。
总结来说，ARP协议的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 源设备检查自己的ARP缓存表，查找目标设备的MAC地址。
2. 如果在ARP缓存表中找到了对应的MAC地址，源设备就可以直接使用该地址发送数据包。
3. 如果在ARP缓存表中没有找到对应的MAC地址，源设备会发送一个ARP请求广播，请求其他设备帮助解析目标设备的MAC地址。
4. 其他设备收到ARP请求广播后，根据自己的ARP缓存表检查是否与目标设备的IP地址匹配。
5. 如果有设备的ARP缓存表中有对应的IP地址，它就会将自己的MAC地址作为ARP响应发送给源设备。
6. 源设备收到ARP响应后，将目标设备的IP和MAC地址更新到自己的ARP缓存表中。