ARP协议学习(三)

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。

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。

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（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。

ARP协议地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）是一种用于在网络层和数据链路层之间解析IP地址和MAC地址之间对应关系的协议。

它通过发送ARP请求，接收ARP响应的方式来完成地址解析。

一、ARP协议的作用ARP协议的作用是将网络层的IP地址与数据链路层的MAC地址建立映射关系，以实现数据在网络中的正确传输。

在发送数据的过程中，主机需要知道目标主机的MAC地址才能将数据帧发送到正确的目标，而ARP协议就是用来解决这个问题的。

二、ARP协议实现的原理ARP协议的实现原理是基于广播的方式进行的。

当主机A需要与主机B通信时，它首先会检查本地ARP缓存中是否存有目标主机B的IP 地址对应的MAC地址。

如果存在，主机A就可以直接发送数据帧到目标主机B。

如果不存在，则主机A会发送一个ARP请求广播，向本地局域网中的所有主机发送该请求，请求回应者即目标主机B将其MAC地址作为源MAC地址填入ARP响应中，并将该响应发送给主机A。

主机A接收到ARP响应后，就可以将目标主机B的IP地址和MAC地址的对应关系存入本地ARP缓存，以便以后的通信使用。

三、ARP协议的工作流程1. 主机A发送ARP请求- 源MAC地址：主机A的MAC地址- 源IP地址：主机A的IP地址- 目标MAC地址：全为0的广播地址- 目标IP地址：主机B的IP地址2. 路由器或交换机收到ARP请求- 源MAC地址：发送ARP请求的主机A的MAC地址 - 源IP地址：发送ARP请求的主机A的IP地址- 目标MAC地址：全为0的广播地址- 目标IP地址：主机B的IP地址3. 主机B接收到ARP请求并发送ARP响应- 源MAC地址：主机B的MAC地址- 源IP地址：主机B的IP地址- 目标MAC地址：发送ARP请求的主机A的MAC地址 - 目标IP地址：主机A的IP地址4. 路由器或交换机将ARP响应转发给主机A- 源MAC地址：主机B的MAC地址- 源IP地址：主机B的IP地址- 目标MAC地址：发送ARP请求的主机A的MAC地址- 目标IP地址：主机A的IP地址5. 主机A接收到ARP响应后更新ARP缓存表- 将主机B的IP地址和MAC地址的对应关系存入本地ARP缓存四、ARP协议的优缺点1. 优点：- 简单且高效，能够快速解析出目标主机的MAC地址，提高数据传输效率；- 支持动态建立和更新IP地址与MAC地址的映射表，适应网络中IP地址和MAC地址的变化；- 不依赖其他协议，可直接在以太网等数据链路层上运行，具有较好的兼容性。

ARP协议概述ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是一种网络层协议，用于将IP地址转换为物理地址（MAC地址）。

ARP协议在局域网中用于寻找目标主机的物理地址，以便数据包可以正确地在局域网中传输和交换。

工作原理ARP协议使用一个 ARP 表来存储 IP 地址与 MAC 地址的对应关系。

在发送数据包时，源主机首先检查 ARP 表以查找目标主机的 MAC 地址。

如果目标主机的 MAC 地址存在于 ARP 表中，则源主机直接使用该地址；否则，源主机使用 ARP 协议发送一个 ARP 请求广播，请求目标主机返回自己的 MAC 地址。

ARP消息格式ARP消息包含以下字段：1.硬件类型（Hardware Type）：指示帧封装中使用的硬件类型。

以太网使用1作为硬件类型的标识符。

2.协议类型（Protocol Type）：指示封装在数据包中的协议类型。

IP协议使用0x0800作为协议类型的标识符。

3.硬件地址长度（Hardware Address Length）：指示硬件地址的长度。

对于以太网，MAC地址长度为6字节。

4.协议地址长度（Protocol Address Length）：指示协议地址的长度。

对于IP协议，地址长度为4字节。

5.操作码（Operation Code）：指示ARP数据包的操作类型，例如请求或响应。

6.发送者的硬件地址（Sender Hardware Address）：发送者的MAC地址。

7.发送者的协议地址（Sender Protocol Address）：发送者的IP地址。

8.目标的硬件地址（Target Hardware Address）：目标的MAC地址。

9.目标的协议地址（Target Protocol Address）：目标的IP地址。

ARP请求过程下面是ARP请求过程的具体步骤：1.源主机检查ARP表，查找目标主机的MAC地址。

如果找到了，则使用该地址直接发送数据包。