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arp工作原理和arp协议解码详解

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2007/07/13    10:27    829    GreyHawk 阴

一、arp协议简介
  arp,全称address resolution protocol,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行。
  1.arp和rarp报头结构
  arp和rarp使用相同的报头结构,如图1所示。
  
Highslide JS

  (图1 arp/rarp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。
  2.arp和rarp的工作原理
  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 (arp cache)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?
  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。
  二、解码详解
  了解了arp和rarp协议的报头结构和工作原理后,我们使用科来网络分析系统抓取arp包,其详细解码,如图2,
  
Highslide JS

  (图2 科来网络分析系统中arp请求包详细解码)
  图2显示是一个arp的请求包的解码,下面我们来详细说明:
  硬件类型:1,表示硬件借口类型为以太网类型
  协议类型:0x0800,表示发送方提供的高层协议类型是ip
  硬件地址长度:表示硬件地址长度为6字节=48位
  协议地址长度:表示ip地址长度为4字节=32位
  操作类型:1,表示arp请求
  源物理地址:00:14:85:ca:f5:22
  源ip地址:192.168.0.92
  目标物理地址:00:00:00:00:00:00
  目标ip地址:192.168.0.208
  arp回应包和rarp的包类似,我们在这里就不再重复说明。
   目前ARP病毒肆虐着网吧,而ARP欺骗技术又常常叫一些网站"改头换面",因此请广大网民注意防范.-Amxking
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