网站建设liluokj,吴江微信网站制作,wordpress建站视频,新公司成立如何建设网站一、ARP协议简介 Internet是由各种各样的物理网络通过使用诸如路由器之类的设备连接在一起组成的。当主机发送一个数据包到另一台主机的过程中 可能要经过多种不同的物理网络。主机和路由器都是在网络层通过IP地址来识别的#xff0c;这个地址是在全世界内唯一的。 然而… 一、ARP协议简介 Internet是由各种各样的物理网络通过使用诸如路由器之类的设备连接在一起组成的。当主机发送一个数据包到另一台主机的过程中 可能要经过多种不同的物理网络。主机和路由器都是在网络层通过IP地址来识别的这个地址是在全世界内唯一的。 然而数据包是通过物理网络传递的。在物理网络中主机和路由器通过其MAC地址来识别的其范围限于本地网络中。 MAC地址和IP地址是两种不同的标识符。这就意味着将一个分组传递到一个主机或路由器需要进行两级寻址IP和MAC。需要能将一个IP地址映射到相应的MAC地址。 ARP协议是“Address Resolution Protocol”(地址解析协议)的缩写。 所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标网络层地址转换成目标物理地址的过程。在使用TCP/IP协议的以太网中即完成将IP地址映射到MAC地址的过程——使用ARP协议通过目标设备的IP地址查询目标设备的MAC地址以保证通信的顺利进行。 二、ARP报文格式 从网络底层看来一个ARP包是分为两个部分的前面一个是物理帧头后面一个才是ARP帧。 首先物理帧头它将存在于任何一个协议数据包的前面我们称之为DLC Header因为这个帧头是在数据链路层构造的并且其主要内容为收发双方的物理地址以便硬件设备识别。 DLC Header 字段 长度(Byte) 默认值 备注 接收方MAC 6 广播时,为 ff-ff-ff-ff-ff-ff 发送方MAC 6 Ethertype 2 0x0806 0x0806是ARP帧的类型值 图1 物理帧头格式 图1是需要我们填充的物理帧头的格式,我们可以看到需要我们填充的仅仅是发送端和接收端的物理地址罢了,是不是很简单呢? 接下来我们看一下ARP帧的格式 ARP Frame 字段 长度(Byte) 默认值 备注 硬件类型 2 0x1 以太网类型值 上层协议类型 2 0x0800 上层协议为IP协议 MAC地址长度 1 0x6 以太网MAC地址长度为 6 IP地址长度 1 0x4 IP地址长度为 4 操作码 2 0x1表示ARP请求包,0x2表示应答包 发送方MAC 6 发送方IP 4 接收方MAC 6 接收方IP 4 填充数据 18 因为物理帧最小长度为64字节,前面的42字节再加上4个CRC校验字节,还差18个字节 图2 ARP帧格式 我们可以看到需要我们填充的同样也只是MAC,IP,再加上一个1或2的操作码而已。 三、ARP包的填充 1、请求包的填充 比如我们的电脑MAC地址为 aa-aa-aa-aa-aa-aaIP为 192.168.0.1 我们想要查询 192.168.0.99的MAC地址应该怎么来做呢 首先填充DLC Header通过前面的学习我们知道想要知道某个计算机对应的MAC地址是要给全网发送广播的所以接收方MAC肯定是 ffffffffffff发送方MAC当然是自己啦于是我们的DLC Header就填充完成了如图加粗的是我们要手动输入的值(当然我编的程序比较智能会根据你选择的ARP包类型帮你自动填入一些字段你一用便知)。 DLC Header 字段 长度(Byte) 填充值 接收方MAC 6 ffffffffffff 发送方MAC 6 aaaaaaaaaaaa Ethertype 2 0x0806 图3 ARP请求包中 DLC Header内容 接下来是ARP帧请求包的操作码当然是 1,发送方的MAC以及IP当然填入我们自己的然后要注意一下这里的接收方IP填入我们要查询的那个IP地址就是192.168.0.99了而接收方MAC填入任意值就行不起作用于是如图 ARP Frame 字段 长度(Byte) 填充值 硬件类型 2 1 上层协议类型 2 0800 MAC地址长度 1 6 IP地址长度 1 4 操作码 2 1 发送方MAC 6 aaaaaaaaaaaa 发送方IP 4 192.168.0.1 接收方MAC 6 任意值 xxxxxxxxxxxx 接收方IP 4 192.168.0.99 填充数据 18 0 图4 ARP请求包中 ARP帧的内容 如果我们构造一个这样的包发送出去如果 192.168.0.99存在且是活动的我们马上就会收到一个192.168.0.99发来的一个响应包我们可以查看一下我们的ARP缓存列表是不是多了一项类似这样的条目 192.168.0.99 bb-bb-bb-bb-bb-bb 是不是很神奇呢 我们再来看一下ARP响应包的构造 2、响应包的填充 有了前面详细的解说你肯定就能自己说出响应包的填充方法来了吧所以我就不细说了列两个表就好了 比如说给 192.168.0.99MAC为 bb-bb-bb-bb-bb-bb发一个ARP响应包告诉它我们的MAC地址为 aa-aa-aa-aa-aa-aa就是如此来填充各个字段 DLC Header 字段 长度(Byte) 填充值 接收方MAC 6 bbbbbbbbbbbb 发送方MAC 6 aaaaaaaaaaaa Ethertype 2 0x0806 图5 ARP响应包中 DLC Header内容 ARP Frame 字段 长度(Byte) 填充值 硬件类型 2 1 上层协议类型 2 0800 MAC地址长度 1 6 IP地址长度 1 4 操作码 2 2 发送方MAC 6 aaaaaaaaaaaa 发送方IP 4 192.168.0.1 接收方MAC 6 bbbbbbbbbbbb 接收方IP 4 192.168.0.99 填充数据 18 0 图6 ARP响应包中 ARP帧的内容 这样192.168.0.99的ARP缓存中就会多了一条关于我们192.168.0.1的地址映射。 四、ARP的运行过程 在因特网中数据报传递过程中包括如下步骤 1. 发送者知道目标端的IP地址
2. IP要求ARP创建一个ARP请求报文其中包含了发送方的物理地址、发送方的IP地址和目标端的IP地址。目标的物理地址用0填充。 3. 将报文传递到数据链路层并在该层中用发送方的物理地址作为源地址用物理广播地址作为目的地址将其封装在一个帧中。 4. 同一链路中的每个主机或路由器都接收到这个帧因为该帧中包含了一个广播目的地址所有的站点都对报文进行移交并将其传递到ARP。除了目标机器以外的所有机器都丢弃该报文。目标机器对IP地址进行识别。 5. 目标机器用一个包含其物理地址的ARP响应报文做出响应并对该报文进行单播。 6. 发送方接收到一个响应报文这样它就知道了目标机器的物理地址。 7. 这样就可以将携带目标机器数据的IP数据报封装在一个帧中并单播到目的地址。 五、ARP缓存 实际上在真正的协议实现中并不是每次发送IP报文前都需要发送ARP请求报文来获取目的MAC地址。在大多数的系统中都存在着一个ARP缓存表。记录着已经获取的MAC地址和IP地址的映射关系如下图 IP地址 MAC地址 202.98.13.1 00-E0-4C-3D-89-76 202.98.13.2 00-E0-4C-3D-C5-03 202.98.13.3 00-E0-4C-4D-BA-92 ... ... 发送IP报文前总是先对ARP缓存表进行查找看是否目标MAC地址存在于缓存表中如果存在则不需要发送ARP请求报文而直接使用此地址进行IP报文的发送。如果不存在则发送ARP请求报文并将结果存于ARP缓存表中供以后使用。 另外ARP缓存表采用了老化机制在一段时间内如果表中的某一行没有使用就会被删除这样可以大大减少ARP缓存表的长度加快查询速度。 六、ARP代理 ARP本身无法跨跃不同网段。当数据要发往外部网络时通常是首先使用ARP请求网关路由器的MAC地址之后将数据发往网关路由器 由网关路由器进行转发动画演示。 但有时由于管理或地域等原因我们的内部网络又会划分为很多子网这时我们可以通过修改网络内每台主机的本地路由使发往其它子网的数据发送到连接两个子网的路由器 再由路由器转发。但这样也许并不是一个易于管理和维护的方案。我们可以使用ARP代理使子网的划分对每台主机更加透明化。ARP代理的工作原理很简单 当ARP请求是从一个网络的主机发往另一个网络的主机时启用ARP代理的连接这两个网络的路由器将回答该请求使请求的发送者误以为此路由器就是目标主机 而将所有数据帧发送到此路由器。路由器在收到数据帧后再将其转发到真正的目标主机动画演示。 ARP代理实际上是使用了简单的欺骗手段使网络内的主机错误的认为目标主机与自己处于同一网段内从而达到了透明化子网划分的目的。
