我们知道,当我们在浏览器里面输入网址时,DNS服务器会自动把它解析为IP地址,浏览器实际上查找的是IP地址而不是网址。那么IP地址是如何转换为第二层物理地址(即MAC地址)的呢?在局域网中,这是通过ARP协议来完成的。ARP协议对网络安全具有重要的意义。通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗,能够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞。所以网管们应深入理解ARP协议。
一、什么是ARP协议
ARP,全名为 An Ethernet Address Resolution
Protocol,以太网上的地址转换协议,通过遵循该协议,只要我们知道了某台机器的IP地址,即可以知道其物理地址。在TCP/IP网络环境下,每个主机都分配了一个32位的IP地址,这种互联网地址是在网际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网路上传送,必须知道对方目的主机的物理地址。这样就存在把IP地址变换成物理地址的地址转换问题。以以太网环境为例,为了正确地向目的主机传送报文,必须把目的主机的32位IP地址转换成为48位以太网的地址。这就需要在互连层有一组服务将IP地址转换为相应物理地址,这组协议就是ARP协议。
二、ARP协议的工作原理
在每台安装有
TCP/IP协议的电脑里都有一个ARP缓存表,表里的IP地址与MAC地址是一一对应的,如附表所示。
附表
我们以主机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;如果在ARP缓存表中没有找到相对应的IP地址,主机A就会在网络上发送一个广播,目标MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”,这表示向同一网段内的所有主机发出这样的询问:“192.168.1.1的MAC地址是什么?”网络上其他主机并不响应ARP询问,只有主机B接收到这个帧时,才向主机A做出这样的回应:“192.168.1.1的MAC地址是00-aa-00-62-c6-09”。这样,主机A就知道了主机B的MAC地址,它就可以向主机B发送信息了。同时它还更新了自己的ARP缓存表,下次再向主机B发送信息时,直接从ARP缓存表里查找就可以了。ARP缓存表采用了老化机制,在一段时间内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缓存表的长度,加快查询速度。
ARP攻击就是通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗,能够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞,攻击者只要持续不断的发出伪造的ARP响应包就能更改目标主机ARP缓存中的IP-MAC条目,造成网络中断或中间人攻击。
ARP攻击主要是存在于局域网网络中,局域网中若有一个人感染ARP木马,则感染该ARP木马的系统将会试图通过“ARP欺骗”手段截获所在网络内其它计算机的通信信息,并因此造成网内其它计算机的通信故障。
RARP的工作原理:
1.
发送主机发送一个本地的RARP广播,在此广播包中,声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址;
2. 本地网段上的RARP服务器收到此请求后,检查其RARP列表,查找该MAC地址对应的IP地址;
3. 如果存在,RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用;
4. 如果不存在,RARP服务器对此不做任何的响应;
5.
源主机收到从RARP服务器的响应信息,就利用得到的IP地址进行通讯;如果一直没有收到RARP服务器的响应信息,表示初始化失败。
6.如果在第1-3中被ARP病毒攻击,则服务器做出的反映就会被占用,源主机同样得不到RARP服务器的响应信息,此时并不是服务器没有响应而是服务器返回的源主机的IP被占用。
三.ARP和RARP报头结构
ARP和RARP使用相同的报头结构,如图所示。
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0800(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类型,ARP请求为1,ARP响应为2,RARP请求为3,RARP响应为4;
发送方的硬件地址(0-2字节):源主机硬件地址的前3个字节;
发送方的硬件地址(3-5字节):源主机硬件地址的后3个字节;
发送方IP(0-1字节):源主机硬件地址的前2个字节;
发送方IP(2-3字节):源主机硬件地址的后2个字节;
目的硬件地址(0-1字节):目的主机硬件地址的前2个字节;
目的硬件地址(2-5字节):目的主机硬件地址的后4个字节;
目的IP(0-3字节):目的主机的IP地址。
四、如何查看ARP缓存表
ARP
缓存表是可以查看的,也可以添加和修改。在命令提示符下,输入“arp
-a”就可以查看ARP缓存表中的内容了,如附图所示。
用“arp -d”命令可以删除ARP表中所有的内容;
用“arp -d +空格+ <指定ip地址>” 可以删除指定ip所在行的内容
用“arp
-s”可以手动在ARP表中指定IP地址与MAC地址的对应,类型为static(静态),此项存在硬盘中,而不是缓存表,计算机重新启动后仍然存在,且遵循静态优于动态的原则,所以这个设置不对,可能导致无法上网.
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