一 ARP協議

ARP （地址解析協議）
地址解析協議，即ARP（Address Resolution Protocol），是根據IP地址獲取物理地址的一個TCP/IP協議。主機發送信息時將包含目標IP地址的ARP請求廣播到網絡上的所有主機，并接收返回消息，以此確定目標的物理地址；收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機ARP緩存中并保留一定時間，下次請求時直接查詢ARP緩存以節約資源。地址解析協議是建立在網絡中各個主機互相信任的基礎上的，網絡上的主機可以自主發送ARP應答消息，其他主機收到應答報文時不會檢測該報文的真實性就會將其記入本機ARP緩存；由此攻擊者就可以向某一主機發送偽ARP應答報文，使其發送的信息無法到達預期的主機或到達錯誤的主機，這就構成了一個ARP欺騙。ARP命令可用于查詢本機ARP緩存中IP地址和MAC地址的對應關系、添加或刪除靜態對應關系等。相關協議有RARP、代理ARP。NDP用于在IPv6中代替地址解析協議。

OSI模型把網絡工作分為七層，IP地址在OSI模型的第三層，MAC地址在第二層，彼此不直接打交道。

功能
地址解析協議由互聯網工程任務組（IETF）在1982年11月發布的RFC 826中描述制定。 地址解析協議是IPv4中必不可少的協議，而IPv4是使用較為廣泛的互聯網協議版本（IPv6仍處在部署的初期）。
OSI模型把網絡工作分為七層，IP地址在OSI模型的第三層，MAC地址在第二層，彼此不直接打交道。在通過以太網發送IP數據包時，需要先封裝第三層（32位IP地址）、第二層（48位MAC地址）的報頭，但由于發送時只知道目標IP地址，不知道其MAC地址，又不能跨第二、三層，所以需要使用地址解析協議。使用地址解析協議，可根據網絡層IP數據包包頭中的IP地址信息解析出目標硬件地址（MAC地址）信息，以保證通信的順利進行。
原理
工作過程
主機A的IP地址為192.168.1.1，MAC地址為0A-11-22-33-44-01；
主機B的IP地址為192.168.1.2，MAC地址為0A-11-22-33-44-02；
當主機A要與主機B通信時，地址解析協議可以將主機B的IP地址（192.168.1.2）解析成主機B的MAC地址，以下為工作流程：
第1步：根據主機A上的路由表內容，IP確定用于訪問主機B的轉發IP地址是192.168.1.2。然后A主機在自己的本地ARP緩存中檢查主機B的匹配MAC地址。
第2步：如果主機A在ARP緩存中沒有找到映射，它將詢問192.168.1.2的硬件地址，從而將ARP請求幀廣播到本地網絡上的所有主機。源主機A的IP地址和MAC地址都包括在ARP請求中。本地網絡上的每臺主機都接收到ARP請求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機發現請求的IP地址與自己的IP地址不匹配，它將丟棄ARP請求。
第3步：主機B確定ARP請求中的IP地址與自己的IP地址匹配，則將主機A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。
第4步：主機B將包含其MAC地址的ARP回復消息直接發送回主機A。
第5步：當主機A收到從主機B發來的ARP回復消息時，會用主機B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機緩存是有生存期的，生存期結束后，將再次重復上面的過程。主機B的MAC地址一旦確定，主機A就能向主機B發送IP通信了。
工作要素：ARP緩存
查看ARP緩存
ARP緩存是個用來儲存IP地址和MAC地址的緩沖區，其本質就是一個IP地址-->MAC地址的對應表，表中每一個條目分別記錄了網絡上其他主機的IP地址和對應的MAC地址。每一個以太網或令牌環網絡適配器都有自己單獨的表。當地址解析協議被詢問一個已知IP地址節點的MAC地址時，先在ARP緩存中查看，若存在，就直接返回與之對應的MAC地址，若不存在，才發送ARP請求向局域網查詢。
為使廣播量最小，ARP維護IP地址到MAC地址映射的緩存以便將來使用。ARP緩存可以包含動態和靜態項目。動態項目隨時間推移自動添加和刪除。每個動態ARP緩存項的潛在生命周期是10分鐘。新加到緩存中的項目帶有時間戳，如果某個項目添加后2分鐘內沒有再使用，則此項目過期并從ARP緩存中刪除；如果某個項目已在使用，則又收到2分鐘的生命周期；如果某個項目始終在使用，則會另外收到2分鐘的生命周期，一直到10分鐘的最長生命周期。靜態項目一直保留在緩存中，直到重新啟動計算機為止。
工作媒介：報文
地址解析協議是通過報文工作的。報文包括如下字段：
ARP報文格式
　　
硬件類型
　　 協議類型
硬件地址長度
　　 協議長度 操作類型
發送方硬件地址（0-3字節）
發送方硬件地址（4-5字節） 發送方IP地址（0-1字節）
　　
發送方IP地址（2-3字節） 目標硬件地址（0-1字節）
目標硬件地址（2-5字節）
目標IP地址（0-3字節）
硬件類型：指明了發送方想知道的硬件接口類型，以太網的值為1；
協議類型：指明了發送方提供的高層協議類型，IP為0800（16進制）；
硬件地址長度和協議長度：指明了硬件地址和高層協議地址的長度，這樣ARP報文就可以在任意硬件和任意協議的網絡中使用；
操作類型：用來表示這個報文的類型，ARP請求為1，ARP響應為2，RARP請求為3，RARP響應為4；
發送方硬件地址（0-3字節）：源主機硬件地址的前3個字節；
發送方硬件地址（4-5字節）：源主機硬件地址的后3個字節；
發送方IP地址（0-1字節）：源主機硬件地址的前2個字節；
發送方IP地址（2-3字節）：源主機硬件地址的后2個字節；
目標硬件地址（0-1字節）：目的主機硬件地址的前2個字節；
目標硬件地址（2-5字節）：目的主機硬件地址的后4個字節；
目標IP地址（0-3字節）：目的主機的IP地址。[3]?

二 實例

arp-storm.pcap，下載自https://wiki.wireshark.org/SampleCaptures

打開文件；

看到源都是CiscoInc_af:f4:54；那么這應是在一個以Cisco路由器或交換機為服務器的局域網中；

協議分級；

按長度過濾一下，所有包長度都是60；取非后一個包也沒有；

看下面，選中某一部分，在包的16進制數據中的對應內容也會被選中；

目的地址：廣播；

源地址；

協議類型；

Padding，應該是填充；

硬件類型；

操作類型：請求；

三 ARP命令

ARP緩存中包含一個或多個表，它們用于存儲IP地址及其經過解析的MAC地址。ARP命令用于查詢本機ARP緩存中IP地址-->MAC地址的對應關系、添加或刪除靜態對應關系等。如果在沒有參數的情況下使用，ARP命令將顯示幫助信息。
常見用法
arp -a或arp –g
用于查看緩存中的所有項目。-a和-g參數的結果是一樣的，多年來-g一直是UNIX平臺上用來顯示ARP緩存中所有項目的選項，而Windows用的是arp -a（-a可被視為all，即全部的意思），但它也可以接受比較傳統的-g選項。
arp -a Ip
如果有多個網卡，那么使用arp -a加上接口的IP地址，就可以只顯示與該接口相關的ARP緩存項目。
arp -s Ip 物理地址
可以向ARP緩存中人工輸入一個靜態項目。該項目在計算機引導過程中將保持有效狀態，或者在出現錯誤時，人工配置的物理地址將自動更新該項目。
arp -d Ip
使用該命令能夠人工刪除一個靜態項目。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的图解ARP协议分析实例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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