ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议初识

ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议

ARP是什么？

ARP址解析协议是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。它工作在OSI七层模型的中第二层——数据链路层。

ARP有什么用？

使用ARP地址解析协议，可根据网络层IP数据包包头中的IP地址信息解析出目标硬件地址（MAC地址）信息，以保证通信的顺利进行。

ARP缺点是什么？

• 可能会受到恶意攻击——ARP欺骗
• 与IPV6的NDP协议相比，ARP使用广播的效率偏低。

ARP的实现手段

ARP是通过报文工作的，报文的结构如下图所示：

ARP的实现原理及工作流程是什么？

假设同一个网络中的主机A要与主机B进行通信，A和B的信息如下：
主机A的IP地址为192.168.1.1，MAC地址为0A-11-22-33-44-01；
主机B的IP地址为192.168.1.2，MAC地址为0A-11-22-33-44-02；

ARP的工作流程如下：

1. 根据主机A上的路由表信息，得出要到达主机B的转发地址是192.168.1.2。然后主机A在自己的本地ARP缓存中查找该IP对应的MAC地址
2. 如果在主机A的ARP缓存中没有找到对应的映射，它将向整个网络的所有主机广播询问192.168.1.2的MAC地址，广播信息中包括了源主机A的IP、MAC地址和目的主机的IP地址。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查请求中的目的IP是否与自己的IP地址匹配，如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，它将丢弃ARP请求。
3. 主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
4. 主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
5. 当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存（本地缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程）。主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。

ARP缓存

ARP缓存是个用来储存IP地址和MAC地址的缓冲区，其本质就是一个IP地址–>MAC地址的对应表。在windows cmd下输入 “arp -a”就可以看到这个映射信息：

ARP缓存可以包含动态和静态项目。

• 动态项目随时间推移自动添加和删除。每个动态ARP缓存项的潜在生命周期是10分钟。新加到缓存中的项目带有时间戳，如果某个项目添加后2分钟内没有再使用，则此项目过期并从ARP缓存中删除；如果某个项目已在使用，则又收到2分钟的生命周期；如果某个项目始终在使用，则会另外收到2分钟的生命周期，一直到10分钟的最长生命周期。
• 静态项目一直保留在缓存中，直到重新启动计算机为止。

ARP欺骗是什么？

ARP请求为广播形式发送的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，并且当其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就将其记录在本地的MAC地址转换表，这样攻击者就可以向目标主机发送伪ARP应答报文，从而篡改本地的MAC地址表。
ARP欺骗可以导致目标计算机与网关通信失败，更会导致通信重定向，所有的数据都会通过攻击者的机器，因此存在极大的安全隐患。

ARP欺骗的防御措施？

• 设置静态的MAC–>IP对应表，不要让主机刷新设定好的转换表。
• 使用ARP服务器。
• 管理员定期轮询，检查主机上的ARP缓存。

ARP的相关或类似协议

• RARP（Reverse Address Resolution Protocol 反向地址转换协议）：它是根据MAC地址请求IP地址的协议，其功能与地址解析协议相反。
• PARP（Proxy ARP 代理ARP）：ARP工作在一个网段中，而代理ARP则工作在不同的网段之间。网关收到源计算机的 ARP 请求后，会使用自己的 MAC 地址与目标计算机的 IP地址对源计算机进行应答。
• NDP（Neighbor Discovery Protocol邻居发现协议）：地址解析协议是IPv4中必不可少的协议，但在IPv6中将不再存在地址解析协议。在IPv6中，地址解析协议的功能将由NDP实现，它使用一系列IPv6控制信息报文（ICMPv6）来实现相邻节点（同一链路上的节点）的交互管理，并在一个子网中保持网络层地址和数据链路层地址之间的映射。地址解析协议以及ICMPv4路由器发现和ICMPv4重定向报文基于广播，而NDP的邻居发现报文基于高效的组播和单播。

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参考文章： https://baike.baidu.com/item/ARP/609343?fr=aladdin