实验四： arp协议分析

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1、实验4.1ARP协议分析ARP，全称AddressResolutionProtocol，中文名为地址解析协议，它工作在数据链路层，在本层和硬件接口联系，同时对上层提供服务。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。因此，必须把IP目的地址转换成以太网目的地址。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。ARP协议用于将网络中的IP地址解析为的硬件地址（MAC地址），以保证通信的顺利进

2、行。1. ARP和RARP报头结构ARP和RARP使用相同的报头结构硬件类型字段：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（0-3字节）：源主机硬件地址的前3个字节；发送方的硬件地址（4-5字节）：源主机硬件地址的后3个字节；发送方I

3、P（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。ARP的工作原理如下：1. 首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区(ARPCache)中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。2. 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址，如果有﹐就直接将数据包发送到这个

4、MAC地址；如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。3. 网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址；4.  源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的

5、IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败Arp–s添加静态ARP缓存表项，该表项是永久性的，除非用arp–d删除；动态arp缓存表项有有限的生存时间，在pc上ping某ip后，获得该ip的mac地址后，Arp–a观察动态arp缓存的生存时间；观察在2分钟内未使用该arp表项的话，该表项会被自动删除，如果在2分钟内使用了该表项，会从使用之时起，该表项的生存时间再延长2分钟。1、关于arp缓存表项的生存期(有效时间)在默认情况下，WindowsServer2

6、003家族和WindowsXP中，ARP缓存中的表项仅存储2分钟。如果一个ARP缓存表项在2分钟内被用到，则其期限再延长2分钟，直到最大生命期限10分钟为止。超过10分钟的最大期限后，ARP缓存表项将被移出，并且通过另外一个ARP请求——ARP回应交换来获得新的对应关系。2、无偿ARP和重复的IP地址检测ARP可以被用来检测重复的IP地址，这是通过传送一种叫做无偿ARP的ARP请求来完成的。无偿ARP就是一个发往自己IP地址的ARP请求。在无偿ARP中，SPA(发送者协议地址)和TPA(目标协议地址)被设置成同一个IP地址。如果节点发送一个发往

7、自己IP地址的ARP请求，就不应收到任何一个ARP回应帧，这样节点就可以判断没有其他节点使用跟它相同的IP地址。如果节点发送一个发往自己IP地址的ARP请求，结果收到ARP回应，这样此节点就可以判断有另外一个节点使用同样的IP地址。如果发送了3个无偿ARP后，都没有收到ARP回应，IP就假定此IP地址在此网络段中是唯一的。步骤：arp–d删除所有表项；ping某个ip，触发arp过程；用ethereal观察arp过程；arp–a观察mac地址。用ethereal观察arp分组。在一台PC1上设置IP，然后在另一个PC2上设置相同的IP，用eth

8、ereal抓arp包，会发现pc2在设置完IP后，会首先发送一个无偿arp请求，pc1收到后，会向pc2回复，在重复这样三次后，就可以确定网络内具有与