ARP与RARP

ARP协议:

地址解析协议，实现从IP地址到MAC地址的映射，询问目标IP对应的MAC地址。

ARP 报文格式：

ARP报文格式

目的以太网地址全为1，即FF:FF:FF:FF:FF:FF，即在本地局域网内，所有的以太网接口接受这个数据帧。

帧类型：ARP是0x0806 RARP是0x8035

硬件类型与协议类型：以太网的值是1，IP协议的值是0806

硬件地址长度和协议地址长度：

    硬件地址长度是48bit 代表MAC地址

    协议地址长度是32bit 代表IP地址

操作码：

    1=>ARP请求

    2=>ARP应答

    3=>RARP请求

    4=>RARP应答

ARP发送时，只有目标硬件地址是空的，操作码为1，当目标主机收到ARP请求时，会把自己的MAC地址填写到这个字段，然后把操作码改为2,发送回去

代理ARP：

当ARP请求目标跨网段时，网关设备收到此ARP请求，会将自己的MAC地址返回给请求者。（善意的欺骗）

代理ARP示意图

但是在实际网络中，无论是同网段还是跨网段，都是采用的正常的ARP，而不是代理ARP。

代理ARP仅用于以下情景：当电脑没有网关/路由功能时，并且需要跨网段通信时。

ARP的捎带机制：

    在请求其他主机物理地址时，把自己的IP/MAC映射一并写到请求报文中

免费ARP：

    当主机启动时，发送一个Gratuitous arp 请求，来请求IP地址对应的MAC地址

        常用于双机热备系统，例如 Cisco的HSRP就采用了这种技术，虚拟出来的MAC地址是0000-0c07-ac+HSRP的group ID。同时VRRP也采用了这种技术。

        另一种应用是用来检测IP冲突。

ARP欺骗：

        由于ARP并没有做身份验证处理，所以可以采用伪造ARP_replay 数据包来修改IP与MAC地址的映射，从而达到自己的目的。

    防范方法：

            网关定时发送IP/MAC映射

            静态ARP

            DHCP snooping

    操作：

        同网段：

                可以直接修改ARP_replay 数据包

        跨网段：

                采用ARP欺骗+ICMP重定向

                ICMP重定向：ICMP重定向报文是ICMP控制报文中的一种，在特定情况下，路由器检测到一台机器使用非优化路由时，它会向该主机发送一个ICMP重定向报文，请求主机改变路由。路由器也会把初始数据报向它的目的地转发。

        步骤：

            1. 首先修改IP包的生存时间TTL为255 ，这样有利于做充足的广播。

            2. 利用可以自由制作各种包的工具（hping2）

            3. 使目标主机down掉

            4. 发送一个ARP相应包，进行ARP欺骗

            5. 现在每台主机都知道了新的IP/MAC对应关系，但是目前每台主机只会在局域网中查找这个地址，不会把数据包丢给路由

            6. 构造ICMP重定向数据包，将到达改地址的路径通告为路由。

       以上只是理想情况下，实际上主机接受ICMP重定向报文有一下限制：

            1. 新路由必须是直达的

            2. 重定向包必须来自去往目标的当前路由

            3. 重定向包不能通知主机用自己做路由

            4. 被改变的路由必须是一条间接路由

ACD：

    IP地址冲突检测

        ACD 分为 ARP检测报文和ARP通知报文，ARP检测报文将发送端IP地址设置为0，防止检测是发生污染。ARP通知报文是GARP报文（免费ARP），向全网广播自己的物理地址。

        在刚收到IP分配后，会先向全网广播ACD探测报文，一般会有0-1s的延迟，如果经过三次ACD报文（每次间隔在1-2s之间） 没有相应的话，就开始发送通知报文。

RARP：

    反向ARP，用MAC地址来请求IP地址。

    工作原理：

            ▪ 发送主机发送一个本地RARP广播，在这个广播包中，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。

            ▪ 本地RARP服务器，收到此请求后，检查RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址。

            ▪ 如果存在记录，RARP服务器就会给源主机发送一个响应数据包，并将此IP提供给对方主机使用。

            ▪ 如果不存在，则不做任何回应。

    主要应用：

              无盘工作站

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