ARP协议是

ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。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。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地


址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。
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ARP协议详解
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ARP协议详解


内容：
1.简介
2.ARP协议的利用和相关原理介绍。
一、交换网络的嗅探
二、IP地址冲突
三、阻止目标的数据包通过网关
四、通过ARP检测混杂模式节点
简介
ARP（AddressResolutionProtocol）地址解析协议用于将计算机的网络地址（IP地址32位）转化为物理地址（MAC地址48位）[RFC826]。ARP协议是属于数据链路层的协议，在以太网中的数据


帧从一个主机到达网内的另一台主机是根据48位的以太网地址（硬件地址）来确定接口的，而不是根据32位的IP地址。内核（如驱动）必须知道目的端的硬件地址才能发送数据。当然，点对


点的连接是不需要ARP协议的。
ARP协议的数据结构：
typedef struct arphdr
{
unsigned short arp_hrd; /*硬件类型*/
unsigned short arp_pro; /*协议类型*/
unsigned char arp_hln; /*硬件地址长度*/
unsigned char arp_pln; /*协议地址长度*/
unsigned short arp_op; /*ARP操作类型*/
unsigned char arp_sha[6]; /*发送者的硬件地址*/
unsigned long arp_spa; /*发送者的协议地址*/
unsigned char arp_tha[6]; /* 目标的硬件地址
unsigned long arp_tpa; /*目标的协议地址*/
}ARPHDR,*PARPHDR;
为了解释ARP协议的作用，就必须理解数据在网络上的传输过程。这里举一个简单的PING例子。
假设我们的计算机IP地址是192.168.1.1，要执行这个命令：ping192.168.1.2。该命令会通过ICMP协议发送ICMP数据包。该过程需要经过下面的步骤：
1、应用程序构造数据包，该示例是产生ICMP包，被提交给内核（网络驱动程序）；
2、内核检查是否能够转化该IP地址为MAC地址，也就是在本地的ARP缓存中查看IP-MAC对应表[1]；
3、如果存在该IP-MAC对应关系，那么跳到步骤7；如果不存在该IP-MAC对应关系，那么接续下面的步骤；
4、内核进行ARP广播，目的地的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，ARP命令类型为REQUEST（1），其中包含有自己的MAC地址；
5、当192.168.1.2主机接收到该ARP请求后，将源主机的IP地址及MAC更新至自己的arp缓冲中，然后发送一个ARP的REPLY（2）命令，其中包含自己的MAC地址；
6、本地获得192.168.1.2主机的IP-MAC地址对应关系，并保存到ARP缓存中；
7、内核将把IP转化为MAC地址，然后封装在以太网头结构中，再把数据发送出去；
使用arp-a命令就可以查看本地的ARP缓存内容，所以，执行一个本地的PING命令后，ARP缓存就会存在一个目的IP的记录了。当然，如果你的数据包是发送到不同网段的目的地，那么就一定存


在一条网关的IP-MAC地址对应的记录。
知道了ARP协议的作用，就能够很清楚地知道，数据包的向外传输很依靠ARP协议，当然，也就是依赖ARP缓存。要知道，ARP协议的所有操作都是内核自动完成的，同其他的应用程序没有任何


关系。同时需要注意的是，ARP协议只使用于本网络。
ARP协议的利用和相关原理介绍
一、交换网络的嗅探
ARP协议并不只在发送了ARP请求才接收ARP应答。当计算机接收到ARP应答数据包的时候，就会对本地的ARP缓存进行更新，将应答中的IP和MAC地址存储在ARP缓存中。因此，在上面的假设网络


中，B向A发送一个自己伪造的ARP应答，而这个应答中的数据为发送方IP地址是192.168.10.3（C的IP地址），MAC地址是DD-DD-DD-DD-DD-DD（C的MAC地址本来应该是CC-CC-CC-CC-CC-CC，这里


被伪造了）。当A接收到B伪造的ARP应答，就会更新本地的ARP缓存，将本地的IP-MAC对应表更换为接收到的数据格式，由于这一切都是A的系统内核自动完成的，A可不知道被伪造了。
ARP欺骗的主要用途就是进行在交换网络中的嗅探。有关交换网络的嗅探不是本文的讨论内容。
二、IP地址冲突
我们知道，如果网络中存在相同IP地址的主机的时候，就会报告出IP地址冲突的警告。这是怎么产生的呢？
比如某主机B规定IP地址为192.168.0.1，如果它处于开机状态，那么其他机器A更
改IP地址为192.168.0.1就会造成IP地址冲突。其原理就是：主机A在连接网络（或更改IP地址）的时候就会向网络发送ARP包广播自己的IP地址，也就是freearp。如果网络中存在相同IP地址


的主机B，那么B就会通过ARP来reply该地址，当A接收到这个reply后，A就会跳出IP地址冲突的警告，当然B也会有警告。
因此用ARP欺骗可以来伪造这个ARPreply，从而使目标一直遭受IP地址冲突警告的困扰。
三、阻止目标的数据包通过网关
比如在一个局域网内通过网关上网，那么连接外部的计算机上的ARP缓存中就存在网关IP-MAC对应记录。如果，该记录被更改，那么该计算机向外发送的数据包总是发送到了错误的网关硬件地


址上，这样，该计算机就不能够上网了。
这里也主要是通过ARP欺骗进行的。有两种办法达到这样的目的。
1、向目标发送伪造的ARP应答数据包，其中发送方的IP地址为网关的地址，而MAC地址则为一个伪造的地址。当目标接收到该ARP包，那么就更新自身的ARP缓存。如果该欺骗一直持续下去，那


么目标的网关缓存一直是一个被伪造的错误记录。当然，如果有些了解的人查看ARP-a，就知道问题所在了。
2、这种方法非常狠，欺骗网关。向网关发送伪造的ARP应答数据包，其中发送方的IP地址为目标的IP地址，而MAC地址则为一个伪造的地址。这样，网关上的目标ARP记录就是一个错误的，网


关发送给目标的数据报都是使用了错误的MAC地址。这种情况下，目标能够发送数据到网关，却不能接收到网关的任何数据。同时，目标自己查看ARP-a却看不出任何问题来。
四、通过ARP检测混杂模式节点
在混杂模式中，网卡进行包过滤不同于普通模式。本来在普通模式下，只有本地地址的数据包或者广播（多播等）才会被网卡提交给系统核心，否则的话，这些数据包就直接被网卡抛弃。现


在，混合模式让所有经过的数据包都传递给系统核心，然后被sniffer等程序利用。
通过特殊设计的ARP请求可以用来在一定程度上检测处于混杂模式的节点，比如对网络中的每个节点都发送MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FE的ARP请求。对于网卡来说这不是一个广播地址（FF-


FF-FF-FF-FF-FF），所以处于普通模式的节点就会直接抛弃该数据包，但是多数操作系统核心都认为这是一个广播地址，如果有一般的sniffer程序存在，并设置网卡为混杂模式，那么系统核


心就会作出应答，这样就可以判断这些节点是否存在嗅探器了。
可以查看，很多基于ARP的攻击都是通过ARP欺骗实现的。至于ARP欺骗的防范，还是尽可能使用静态的ARP。对于WIN，使用arp-s来进行静态ARP的设置。当然，如果能够完全使用静态的IP+MAC


对应，就更好了，因为静态的ARP缓存只是相对的。
当然，可以有一些方法来实现ARP欺骗的检测。设置一个ARP的嗅探器，其中维护着一个本地网络的IP-MAC地址的静态对应表，查看所有经过的ARP数据，并检查其中的IP-MAC对应关系，如果捕


获的IP-MAC对应关系和维护的静态对应关系对应不上，那么就表明是一个欺骗的ARP数据包了。
一个ARP数据包发送程序源代码和编译好的EXE程序可以参考ARPSender程序。注意：需要先安装WinPcap。