ARP协议学习(一)解析

一、ARP攻击原理及防范在局域网中如果时常上不了网，但是网络的连接正常，而局域网的网络情况却时好时坏，那么这很可能就是ARP欺骗已经发作的征兆。

ARP的内容和原理：ARP的全称是：Address Resolution Protocol，也就是地址解析协议。

顾名思义，其主要作用就是“地址解析”，即通过目标设备的IP地址，查询目标地址的MAC地址。

在局域网中，如果要在两台主机之间进行通信，就必须要知道目标主机的IP地址，但是起到传输数据的物理设备网卡并不能直接识别IP地址，只能识别其硬件地址MAC地址，MAC地址是一个全球唯一的序列号并由12个16进制数构成。

主机之间的通信，一般都是网卡之间的通信，而网卡之间的通信都是根据对方的MAC地址来进行工作的，而ARP协议就是一个将数据包中的IP地址转换为MAC 地址的网络协议。

ARP在局域网中的作用：而在规模越来越庞大的局域网中，存在上百台主机已经很普及，如何在这么多的主机的MAC地址中，快速又准确的记住每个网卡对应的IP地址和MAC地址的对应关系，这就要依靠一个存在于所有主机中的ARP缓存表来进行记录。

例如局域网中有A、B两台主机并通过交换机相连接，当A需要给B所在的IP地址发送数据时，A就要先查找自己的ARP缓存表，看其中是否存在这个IP的MAC地址，如果有就直接发送。

如果没有，那么A就要向整个局域网发送广播要求使用这个IP地址的主机进行响应，B收到广播后会向A返回一个响应信息，说明自己的MAC和A所要发送的IP地址是对应关系，而A收到B所返回的信息后会将这个IP和MAC进行记录，以后如果要再发送信息，则可以从ARP缓存表中直接查找并发送。

ARP病毒的危害：ARP缓存表记录了所有和和其宿主主机进行通讯过的其他电脑的MAC-IP对应关系，而漏洞也恰恰在此。

如果局域网中的一台电脑进行欺骗性地使用自己的IP地址来冒充其他主机的MAC地址。

比如：在B和C的通讯时，这时出现一台A机器，它告诉B说它就是C，结果B机器就认为它是C了，并且在B的缓存中，原先C的IP地址被对应到了A的MAC上。

ARP地址解析协议简介ARP（Address Resolution Protocol）是一种用于解析本地IP地址和MAC地址之间对应关系的协议。

在TCP/IP网络中，当一个主机需要与另一个主机通信时，通常需要知道目标主机的MAC地址。

而ARP协议就是用来获取目标主机的MAC地址的。

ARP工作原理1.当源主机要发送数据包给目标主机时，首先检查自己的ARP缓存表中是否有目标主机的IP地址对应的MAC地址。

如果有，则直接使用该MAC地址进行通信。

2.如果ARP缓存表中没有目标主机的信息，则源主机会发送一个ARP请求广播包到局域网内的所有主机。

该ARP请求包包含源主机的IP地址以及MAC地址。

3.接收到ARP请求广播包的主机会检查自己的IP地址是否与ARP请求包中的目标IP地址相匹配。

如果匹配，则该主机会向源主机发送一个ARP 响应包，包含自己的IP地址和MAC地址。

4.源主机收到ARP响应包后，会将目标主机的IP地址和MAC地址添加到ARP缓存表中，并使用该MAC地址进行通信。

ARP缓存表ARP缓存表是每个主机上存储IP地址与MAC地址对应关系的表格。

它用于加快ARP解析的速度，避免频繁地发送ARP请求包。

当一个主机收到ARP响应包时，会将目标主机的IP地址和MAC地址添加到ARP缓存表中。

在后续的通信过程中，主机会直接使用ARP缓存表中的MAC地址进行通信。

ARP缓存表通常具有以下信息：- IP地址：目标主机的IP地址。

- MAC地址：目标主机的MAC地址。

- 接口：用于与目标主机通信的网络接口。

ARP欺骗ARP欺骗（ARP Spoofing）是一种恶意攻击技术，黑客通过伪造ARP响应包来篡改ARP缓存表中的对应关系。

一旦攻击成功，黑客就可以拦截、修改或重定向通信流量，从而实施中间人攻击。

为了防止ARP欺骗攻击，可以采取以下措施： - 使用静态ARP表：将重要主机的IP地址和MAC地址手动添加到ARP缓存表中，这样可以防止被攻击者伪造。

ARP协议详解ARP报文结构ARP协议详解与ARP报文结构ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是一个重要的网络协议，用于将IP地址与MAC地址相互映射。

在局域网中，每个主机都有一个唯一的IP地址和MAC地址，而ARP协议则负责通过目标IP地址获取对应的MAC地址，从而实现数据包的正确传输。

一、ARP工作流程ARP的工作流程可以简单概括为以下几个步骤：1. 发送ARP请求：源主机A在发送数据包时，会先检查目标主机B的IP地址是否与自己在同一局域网中，如果不是，则需要获取目标主机的MAC地址。

A会根据目标主机的IP地址构建一个ARP请求包（ARP Request），该包中包含源主机A的IP地址、MAC地址以及目标主机的IP地址。

然后，A会将ARP请求包广播发送到局域网中的所有主机。

2. 接收ARP请求：局域网中的其他主机收到ARP请求包后会进行筛选，只有与ARP请求包中的目标IP地址相同的主机会继续处理。

3. 发送ARP响应：局域网中的目标主机B收到ARP请求包后会将自己的MAC地址信息封装在一个ARP响应包（ARP Reply）中，并发送给源主机A。

该ARP响应包中包含目标主机B的IP地址、MAC地址以及源主机A的IP地址。

4. 更新ARP缓存表：源主机A收到ARP响应包后会将目标主机B的IP地址与其对应的MAC地址映射关系添加到本地的ARP缓存表中，以备将来使用。

5. 数据传输：当主机A获取到目标主机B的MAC地址后，就可以将待发送的数据包封装在以太网帧中，通过局域网将数据包传输给目标主机B。

二、ARP报文结构ARP报文结构包括以下字段：1. 硬件类型（Hardware Type）：占2字节，表示硬件接口类型，例如以太网。

2. 协议类型（Protocol Type）：占2字节，表示网络协议类型，例如IPv4或IPv6。

3. 硬件地址长度（Hardware Address Length）：占1字节，表示源和目标MAC地址的长度，通常为6（以太网中的MAC地址长度）。

ARP协议详述1.ARP协议概述IP数据包常通过以太网发送。

以太网设备并不识别32位IP地址：它们是以48位以太网地址传输以太网数据包的。

因此，IP驱动器必须把IP目的地址转换成以太网网目的地址。

在这两种地址之间存在着某种静态的或算法的映射，常常需要查看一张表。

地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)就是用来确定这些映象的协议。

ARP工作时，送出一个含有所希望的IP地址的以太网广播数据包。

目的地主机，或另一个代表该主机的系统，以一个含有IP和以太网地址对的数据包作为应答。

发送者将这个地址对高速缓存起来，以节约不必要的ARP通信。

如果有一个不被信任的节点对本地网络具有写访问许可权，那么也会有某种风险。

这样一台机器可以发布虚假的ARP报文并将所有通信都转向它自己，然后它就可以扮演某些机器，或者顺便对数据流进行简单的修改。

ARP机制常常是自动起作用的。

在特别安全的网络上，ARP映射可以用固件，并且具有自动抑制协议达到防止干扰的目的。

图1 以太网上的ARP报文格式图1是一个用作IP到以太网地址转换的ARP报文的例子。

在图中每一行为32位，也就是4个八位组表示，在以后的图中，我们也将遵循这一方式。

硬件类型字段指明了发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为1。

协议类型字段指明了发送方提供的高层协议类型，IP为0806（16进制）。

硬件地址长度和协议长度指明了硬件地址和高层协议地址的长度，这样ARP报文就可以在任意硬件和任意协议的网络中使用。

操作字段用来表示这个报文的目的，ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP 响应为4。

当发出ARP请求时，发送方填好发送方首部和发送方IP地址，还要填写目标IP地址。

当目标机器收到这个ARP广播包时，就会在响应报文中填上自己的48位主机地址。

2 ARP使用举例我们先看一下linux下的arp命令(如果开始arp表中的内容为空的话,需要先对某台主机进行一个连接,例如ping一下目标主机来产生一个arp项)：d2server:/home/kerberos# arpAddress HWtype HWaddress Flags Mask Iface211.161.17.254 ether 00:04:9A:AD:1C:0A C eth0Address：主机的IP地址Hwtype：主机的硬件类型Hwaddress：主机的硬件地址Flags Mask：记录标志，"C"表示arp高速缓存中的条目，"M"表示静态的arp条目。

ARP工作原理和ARP协议解码详解ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是一种用于解决IP地址和MAC地址之间映射关系的协议。

在电子网络中，数据通过IP地址进行传输，而以太网的数据帧则使用MAC地址进行传输。

ARP协议的作用就是通过IP地址查找对应的MAC地址，以便在发送数据时能够正确地通过以太网传输。

ARP的工作原理可以分为两个阶段：请求阶段和应答阶段。

在请求阶段，当主机A想要发送数据给主机B时，首先检查本地ARP缓存中是否有主机B的IP地址对应的MAC地址。

如果有，则直接使用该MAC地址；如果没有，则会发送一个ARP请求广播到局域网上的所有主机。

这个广播包会包含主机A的IP和MAC地址，请所有收到广播包的主机回答自己的IP和MAC地址。

在应答阶段，主机B收到主机A发送的ARP请求广播后，会检查广播包中的目标IP地址是否与自己的IP地址相同。

如果相同，则会将自己的IP和MAC地址添加到ARP应答包中，并发送给主机A。

主机A收到主机B的应答后，会将主机B的IP和MAC地址添加到本地ARP缓存中。

这样，在主机A发送数据时，就可以通过ARP协议查找到主机B的MAC地址，然后将数据封装为以太网帧，以目标MAC地址为主机B的MAC地址发送出去。

需要注意的是，ARP协议是工作在网络层以太网的协议，不仅支持IPv4地址的解析，还支持IPv6地址的解析。

此外，ARP协议是基于局域网的，只能解析同一片段中的IP地址和MAC地址的映射关系。

ARP协议的解码可以通过抓包工具来实现。

Wireshark是一款常用的网络抓包工具，在Wireshark中可以看到ARP协议的详细信息。

解码ARP协议的步骤如下：1. 打开Wireshark，点击开始捕获按钮，开始抓包。

2.选择要抓取的网络接口，点击开始捕获按钮。

3. 过滤ARP协议，只显示与ARP协议相关的数据包。

可以在过滤框中输入"arp"，点击过滤按钮。

ARP原理（1）A R P发送一份称作A R P请求的以太网数据帧给以太网上的每个主机。

这个过程称作广播，如图(ARP)中的虚线所示。

A R P请求数据帧中包含目的主机的I P地址（主机名为b s d i），其意思是“如果你是这个I P地址的拥有者，请回答你的硬件地址。

”（2）目的主机的A R P层收到这份广播报文后，识别出这是发送端在寻问它的I P地址，于是发送一个A R P应答。

这个A R P应答包含I P地址及对应的硬件地址。

（注：如果目的主机不存在，根据TCP重传机制，一般将在75秒后不再重新发送。

）（3）收到A R P应答后，使A R P进行请求—应答交换的I P数据报现在就可以传送了。

（4）发送I P数据报到目的主机。

ARP高速缓存A R P高效运行的关键是由于每个主机上都有一个A R P高速缓存。

这个高速缓存存放了最近I n t e r n e t地址到硬件地址之间的映射记录。

高速缓存中每一项的生存时间一般为2 0分钟，起始时间从被创建时开始算起。

ARP的分组格式在以太网上解析I P地址时，A R P请求和应答分组的格式如下图所示抓包截图：以太网目的地址就是目标MAC地址。

如上图中的就是广播给所有人。

以太网源地址就是源MAC地址。

帧类型就是说明后面数据类型。

对于ARP请求或英达来说，该字段的值为0x0806。

可见抓包图形容词hardware(硬件)和protocol(协议)用来描述ARP分组中的各个字段。

例如，一个ARP请求分组询问协议地址（这里是I P地址）对应的硬件地址（这里是以太网地址）。

硬件类型字段表示硬件地址的类型。

它的值为1即表示以太网地址。

如抓包图：一个是以太网址，一个是IP地址接下来两个字段规定后四个字段的长度op操作字段指出四种操作类型，它们是A R P请求（值为1）、A R P应答（值为2）、R A R P请求（值为3）和R A R P应答（值为4）。

这个字段必需的，因为A R P请求和A R P应答的帧类型字段值是相同的。

TCP/IP之ARP调试在编写ARP程序及调试之前需要知道ARP协议的概念、工作原理、ARP的格式和ARP数据包的填充，下面将我编写ARP程序及调试过程写出来。

第一步ARP协议的基础知识1．ARP的定义及工作原理地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）是在仅知道主机的IP地址时确定其物理地址的一种协议。

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。

于是需要一种方法，根据目的主机的IP地址，获得其MAC地址。

这就是ARP协议要做的事情。

ARP工作过程可以简单描述为以下三步：①A首先广播一个ARP报文；②网上的所有主机都接收到报文；③只有B识别，回答A，发送定向ARP报文；2．ARP包的格式图1以太网使用ARP请求或发送格式由上图可以看出ARP数据包由两部分组成：以太网首部+以太网ARP帧。

首先分析以太网首部，以太网首部它将存在于任何一个协议数据包的前面，格式如下，以太网首部填充的是接收方的是MAC地址，此处通常是ff-ff-ff-ff-ff-ff即在局域网内发送广播；发送方的MAC地址（根据实际情况而定），ARP帧类型默认值为0x0806。

表格1 以太网首部帧格式表格2 ARP帧格式3．ARP数据包的填充ARP请求数据包的填充：按照表格2和表格3依次填充数据ARP应答数据包的填充：按照表格2和表格3填充，只要交换接收者和发送者的MAC和IP即可第二步编程实现ARP请求和应答在了解ARP基本知识的基础上，开始编写程序以及程序调试。

整体的流程图为：我做的ARP协议主要实现的功能：设置DM9000的MAC地址为：12-34-56-78-9a-bc，IP 地址为192.168.2.2，并且知道PC机的IP地址为192.168.2.225，目前想知道PC机的MAC地址。

即通过ARP协议来解析PC机的MAC地址。

实现的步骤如下：1.dm9000初始化dm9000初始化的过程，实际上就是填写和设置dm9000寄存器的过程，寄存器的名称宏定义在dm9000.h中，具体的配置过程如下：void DM9000_init() //DM9000初始化{DM9000_write(DM9000_NCR,0x01); //第一次软件复位DELAY_US(20);DM9000_write(DM9000_NCR,0x00); //清除复位位DM9000_write(DM9000_NCR,0x01); //为了确保复位正确，第二次软件复位DELAY_US(20);DM9000_write(DM9000_NCR,0x00); //清除复位位DM9000_write(DM9000_GPR,0x01); //PHY掉电DELAY_US(20);DM9000_write(DM9000_GPR,0x00); //PHY激活DELAY_US(3000); //至少延时2msDM9000_write(DM9000_NSR,0x2c); //清除发送完成标志DM9000_write(DM9000_ISR,0x3f); //清除中断标志位DM9000_write(DM9000_RCR,0x39); //丢弃长数据包，丢弃CRC校验错误数据包，接收使能DM9000_write(DM9000_TCR,0x00); //禁止发送DM9000_write(DM9000_NCR,0x00); //配置为正常模式DM9000_write(DM9000_IMR,0x80); //使能SRAM的读/写指针在指针地址超过SRAM的大小时自动DM9000_write(DM9000_PAB0,0x12); //dm9000的mac地址写到PARDM9000_write(DM9000_PAB1,0x34);DM9000_write(DM9000_PAB2,0x56);DM9000_write(DM9000_PAB3,0x78);DM9000_write(DM9000_PAB4,0x9a);DM9000_write(DM9000_PAB5,0xbc);DM9000_write(DM9000_NSR,0x2c); //再一次清除发送完成标志DM9000_write(DM9000_ISR,0x3f); //清除中断标志位DM9000_write(DM9000_IMR,0x81); //开接收中断，关掉发送中断}2.构建ARP请求包ARP数据包=以太网首部（14字节）+ARP帧格式（28字节）+18字节的填充字（填充字为0）。

1.ARP作用ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是将IP地址解析为以太网MAC地址（或称物理地址）的协议。

在局域网中，当主机或其它网络设备有数据要发送给另一个主机或设备时，它必须知道对方的网络层地址（即IP地址）。

但是仅仅有IP地址是不够的，因为IP数据报文必须封装成帧才能通过物理网络发送，因此发送站还必须有接收站的物理地址，所以需要一个从IP地址到物理地址的映射。

APR就是实现这个功能的协议。

2.ARP报文结构ARP报文分为ARP请求和ARP应答报文，报文格式如图1-1所示。

图 1 ARP报文结构●硬件类型：表示硬件地址的类型。

它的值为1表示以太网地址；●协议类型：表示要映射的协议地址类型。

它的值为0x0800即表示IP地址；●硬件地址长度和协议地址长度分别指出硬件地址和协议地址的长度，以字节为单位。

对于以太网上IP地址的ARP请求或应答来说，它们的值分别为6和4；●操作类型（OP）：1表示ARP请求，2表示ARP应答；●发送端MAC地址：发送方设备的硬件地址；●发送端IP地址：发送方设备的IP地址；●目标MAC地址：接收方设备的硬件地址。

●目标IP地址：接收方设备的IP地址。

3.ARP地址解析过程假设主机A和B在同一个网段，主机A要向主机B发送信息。

如图1-2所示，具体的地址解析过程如下：(1)主机A首先查看自己的ARP表，确定其中是否包含有主机B对应的ARP表项。

如果找到了对应的MAC地址，则主机A直接利用ARP表中的MAC地址，对IP数据包进行帧封装，并将数据包发送给主机B。

(2)如果主机A在ARP表中找不到对应的MAC地址，则将缓存该数据报文，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。

ARP请求报文中的发送端IP地址和发送端MAC地址为主机A的IP地址和MAC地址，目标IP地址和目标MAC地址为主机B的IP地址和全0的MAC地址。

由于ARP请求报文以广播方式发送，该网段上的所有主机都可以接收到该请求，但只有被请求的主机（即主机B）会对该请求进行处理。

ARP协议解析与应用ARP（Address Resolution Protocol），地址解析协议，是一种用于在局域网中将IP地址解析为对应MAC地址的协议。

在计算机网络中，IP地址用于标识网络中的设备，而MAC地址则是用于标识设备的物理地址。

ARP协议的作用是通过IP地址查询对应的MAC地址，以实现数据的传输。

在本文中，我们将对ARP协议进行解析，并探讨其在实际应用中的作用与功能。

一、ARP协议概述1. ARP协议的定义ARP协议是一种地址解析协议，其作用是根据IP地址查询对应的MAC地址。

它通过广播的方式发送ARP请求，在局域网中寻找目标设备的MAC地址，以便进行数据传输。

一旦获取到目标设备的MAC地址，就可以通过以太网（Ethernet）传输层实现数据的传输。

2. ARP协议的工作原理ARP协议的工作原理可以分为以下四个步骤：a) 发送ARP请求：源设备向网络中的所有设备发送ARP请求，请求目标设备的MAC地址。

b) 目标设备响应ARP请求：目标设备接收到ARP请求后，将其MAC地址作为ARP响应发送给源设备。

c) 源设备收到ARP响应：源设备接收到目标设备的ARP响应后，将其存储在本地的ARP缓存中，以便将来的数据传输。

d) 数据传输：源设备通过目标设备的MAC地址将数据进行传输。

二、ARP协议的应用1. IP地址与MAC地址转换ARP协议的主要应用是实现IP地址与MAC地址之间的转换。

当一个设备需要与网络中的另一个设备进行通信时，首先需要知道目标设备的MAC地址，而通过ARP协议，可以通过目标设备的IP地址查询到其对应的MAC地址，从而实现数据的传输。

2. ARP缓存管理每次进行ARP请求响应之后，源设备会将目标设备的IP地址与MAC地址存储在本地的ARP缓存中，以便将来的数据传输。

ARP缓存管理是对这些缓存条目进行管理和维护的过程。

当ARP缓存中的某条目过期或者失效时，源设备会重新发送ARP请求以更新对应的MAC地址。

arp协议知识点总结一、ARP协议的原理1.1 ARP协议的作用ARP协议主要用于解决IP地址和MAC地址之间的对应关系问题。

在计算机网络中，通信双方需要知道对方的MAC地址才能实现数据包的传输。

而IP地址是用于标识设备的网络位置，通信双方在知道对方的IP地址后，就需要根据这个IP地址获取对应的MAC地址，从而实现数据的传输和通信。

1.2 ARP协议的原理ARP协议的原理就是在通信双方知道对方的IP地址后，通过广播的方式发送ARP请求报文，请求对方提供其对应的MAC地址。

收到ARP请求的设备会向发送请求的设备回复ARP应答报文，其中包含了其对应的MAC地址。

然后发送方根据这个MAC地址就可以构建数据帧，将数据包发送给对应的设备。

二、ARP协议的工作流程2.1 ARP协议的工作原理ARP协议的工作流程可以分为以下几个步骤：（1）发送ARP请求：当主机A需要和主机B进行通信时，首先会在本地ARP缓存表中查找主机B的IP地址对应的MAC地址。

如果找不到，则会发送ARP请求广播给本地子网中的所有主机，请求对应IP地址的MAC地址。

（2）接收ARP请求：所有的主机都会收到这个ARP请求广播，但只有主机B会对其进行回应。

（3）发送ARP应答：主机B接收到ARP请求后，会向主机A发送ARP应答报文，其中包含了自己的MAC地址。

（4）更新ARP缓存表：主机A收到ARP应答后，就会将主机B的IP地址和MAC地址对应关系更新到本地ARP缓存表中，以便以后再次通信时可以直接获取到对应的MAC地址。

2.2 ARP协议的工作流程图以下是ARP协议的工作流程图：[图]三、ARP协议的特点3.1 ARP协议的特点（1）ARP协议是一种简单、有效的地址解析协议，能够实现IP地址和MAC地址之间的对应关系。

（2）ARP协议是一种无状态协议，通信双方只是简单地请求和回应，没有任何状态信息保存。

（3）ARP协议是在数据链路层上的协议，其主要作用是将IP地址和MAC地址进行映射，实现了网络层和数据链路层之间的转换。