ARP协议(原理,特点,报文格式,具体过程),ARP缓存(有效时间,为什么),ARP欺骗(定向断网,成为中间人),RARP简单介绍

目录

ARP协议

引入

介绍

原理

arp请求/响应

特点

报文格式

硬件类型

协议类型

硬件/协议地址长度

op(操作码) 

过程

发送请求并处理

返回响应并处理

总结

arp缓存 

介绍

arp表项的有效时间

解释

arp欺骗

介绍

定向断网

基于arp的成为中间人的方式

多向欺骗

RARP

介绍

ARP协议

引入

跨网络通信时,通过不断更新mac帧,数据可以送达与目标主机相连的路由器设备上 -- 数据链路层(Mac帧,报头字段,局域网通信原理),MTU,MSS,ip报文的分包与组装(ip报头字段介绍,组装过程,判断是否被分片/收到全部分片)-CSDN博客

但是,这最后一跳没那么简单

• 因为我们只知道目标主机的ip地址(ip报头中的目的ip),而不知道mac地址
• 但是,局域网内的通信是需要mac地址的(因为要重新封装mac帧),如果硬件地址与本机不符,会直接在链路层丢弃

所以我们需要一个技术来解决 -- ARP协议

• 它来将目标主机的ip地址->mac地址

介绍

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）,一个介于数据链路层和网络层之间(但归属于链路层)的协议

• 建立了主机 IP地址 和 MAC地址 的映射关系,以便数据包可以正确地发送到网络上的目标设备

原理

arp请求/响应

该路由器向目标主机所在局域网中广播一条消息(被称为ARP请求),询问具有特定ip地址的主机的mac地址

• 以太网帧首部的硬件地址填FF:FF:FF:FF:FF:FF表示广播

因为已知ip地址

• 所以目标主机可以收到,而其他主机会丢弃该条消息

目标主机收到后,会给源主机返回一条响应

• 里面带着它自己的Mac地址

报文格式

([下面的数字]单位是字节) 

硬件类型

指示网络类型，比如以太网的值是1

• 它用于确定网络接口的硬件地址格式

协议类型

把哪种类型的地址->Mac地址

• 确定上层协议类型
• 通常是IPv4，其值为0x0800

硬件/协议地址长度

[前面字段填入的类型长度]对应的数字

• 在以太网中，MAC地址的长度为6字节
• 在IPv4中，IP地址的长度为4字节

op(操作码) 

指示ARP消息的类型

• 1代表请求
• 2代表响应

剩下的两组就是地址转换的重点(在过程中介绍) 

过程

发送请求并处理

假设我们路由器R准备发送给目标主机B:

当 网络层发现 目标主机与当前设备直接相连时,会先发送 arp请求,也就是先交付到 ARP协议层(记得嗷,ARP协议在网络层和MAC层之间)

• 

构建好请求报文后,再交付给 Mac帧协议层

• 封装好Mac帧报头后:
• 

发送到局域网中,局域网内每台主机都能收到这个报文,每台主机收到后向上交付给Mac帧层,进行解包

• 因为目的Mac地址是广播地址,所以需要受理,继续向上交付(因为类型是0806,所以交给arp协议层)

ARP协议层收到后解包

• 先检查类型,发现是请求后,检查目的ip
• 若不是发给自己的,直接丢弃

返回响应并处理

这样可以只让特定主机处理arp请求,并构建arp应答:

• 

并向下交付( MAC层):

• 因为此时源/目的mac地址已知,所以mac帧报头可以成功封装

封装好后,因为有确定的目的Mac地址,所以只有特定主机可以收到

• 目标主机收到后,识别类型是arp协议

交付给arp协议层:

• 先识别类型,确定是应答后,就知道是自己曾经请求的信息拿到了
• 接着就提取源mac地址和源ip地址,这样就可以建立ip->mac的映射关系

总结

这个过程中,哪台主机都可能收到arp报文,并且第一件事情就是 查看报文类型

• 如果是请求,那就查看目的ip
• 如果是应答,就查看源ip和源mac

也就是,类型决定了要关注哪个字段

arp缓存 

介绍

主机的ip和mac地址的映射关系,会被主机临时缓存起来

• 当缓存关系失效时,才会触发arp机制 
• 它也不仅仅只在最后一跳被触发,任何时候两台相连主机之间通信时,只要不知道对方的mac地址,都可以触发

arp欺骗

介绍

是一种网络攻击方式，利用了ARP（地址解析协议）的工作机制，以欺骗网络中的设备

• 攻击者通过伪造ARP应答来干扰正常的网络通信，从而实现数据包拦截、修改或其他恶意行为

定向断网

如果某主机A直接向某主机B发送arp应答,构建虚假的ip->mac的映射关系

• 比如,将键值对中的mac地址修改成自己的mac地址,ip地址不变

那么以后B发出的消息都会推送给A

• 因为其他主机直接在链路层就丢弃了报文(mac地址是B的)

如果A也丢弃掉,就会造成B的消息无法成功发送

• 相当于断网了

基于arp的成为中间人的方式

还是上面的流程,但A不丢弃B发送给其他主机(假设是主机C)的报文,而是拦截下来并构建一条新的报文(源ip和源mac都修改成A的信息)

• 并发送给C,这样从主机C返回的应答也会是A收到
• 同理,A也构建新的应答给B(源ip和源mac都是C),B无法察觉到它和C之间还存在着A
• 这样相当于A成为了B和C的中间设备

这种攻击允许主机A监视、记录甚至篡改网络通信内容

多向欺骗

一台主机可以做到,多台主机也同理

• 将其他主机记录的映射关系中的mac地址都改成自己的mac地址,那么该局域网内所有主机的信息都一定会被自己接收 

RARP

介绍

逆地址解析协议

• 也就是用mac->ip

过程更简单,可以定向发送(因为mac地址已知)

应用场景少