立昂技术ARP协议.pdf

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1、立昂技术股份有限公司AddressResolutionProtocol立昂技术股份有限公司：300603立昂研究院：徐伟民2017.12.071AddressResolutionProtocol2ReverseAddressResolutionProtocol3ARPtoattackandprevent引言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协议栈中，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。因此

2、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。ARP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动态映射：地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP用于实现第二层地址和第三层地址之间的转换32bitIP地址ARPRARP48bitMAC地址什么是ARPARP，AddressResolutionProtocol即地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。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

3、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。Arp只有两种封包：arprequest和arpreplyARP分组格式ARP分组格式1.硬件类型：16bit，定义网络类型。以太网是类型1，取值0x0001。2.协议类型：16bit，定义协议类型。对应IPv4协议，值为0x0800。3.硬件长度：8bit，定义以字

4、节为单位的物理（硬件）地址长度，即n的值。以太网是6。4.协议长度：8bit，定义以字节为单位的逻辑（协议）地址长度，即m的值。IPv4的值为4。5.操作码：16bit，定义分组的类型。ARP请求为0x0001，ARP应答为0x0002。RARP请求为0x0003，RARP应答为0x0004。ARP分组格式续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。ARP封装ARP/RARP分组直接封装在链路帧中221126464硬件协议硬件地协议地操作发送者发送者目标目标

5、类型类型址长度址长度类型以太网地址IP地址以太网地址IP地址1：ARP请求0x00010x08000x060x042：ARP应答3：RARP请求4：RARP应答字节66228184目的地址源地址帧类型ARP/RARP报文PADCRCARP：0x0806RARP：0x8035ARP/RARP报文封装在以太网帧中格式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

6、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缓存表中没有找到目标IP地址，主机A就会在网络上发送一个广播arprequest，请求包中包含了B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arpreply，并带上自己的ip和mac地址，而B主机收到A的请求包时也会将A主机的IP与MAC对应关系保存在自己的缓存区ARP工作示意图ARP高速缓存-I问题：发送端往往有多个IP数据报发送到同一个目的端。如果对发送到同一个主机或路由器的每一个数据报都使用ARP，势必会带来较大的开销。广播ARP请

7、求不仅要耗费带宽，而且使得本地网络中的每台主机都要处理该广播帧，或忽略或给出响应帧。思考：是不是留下了被攻击的可能ARP高速缓存-II可以使用ARP高速缓存表解决这个问题。每个主机或路由器上都有一个ARP高速缓存表。这个高速缓存表存放最近Internet地址到硬件地址之间的映射记录。高速缓存表中每一项的生存时间有限，起始时间从被创建时开始算起。ARP高速缓存-III按照缺省设臵，ARP高速缓存中的项目是动态的，每当发送一个指定地点的数据报