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ARP

链路层通信根据48bit以太网地址(硬件地址)来确定目的接口,而地址解析协议负责32bit IP地址与48bit以太网地址之间的映射:

  • (1)ARP负责将IP地址映射到对应的硬件地址
  • (2)RARP负责相反的过程,通常用于无盘系统。

ARP高速缓存

ARP高效运行的关键是每台主机上都有一个ARP高速缓存,缓存中每一项的生存时间一般为20分钟,但不完整表项超时时间一般为3分钟(如192.168.13.254)。

# arp -a

? (192.168.0.16) at 00:1b:21:b9:9f:d4 [ether] on eth0
? (192.168.0.6) at 00:1b:21:b9:9f:d4 [ether] on eth0
? (192.168.13.233) at 00:16:3e:01:7a:b2 [ether] on eth0
? (192.168.13.254) at <incomplete> on eth0

可以通过arp命令来操作ARP高速缓存:

  • arp 显示当前的ARP缓存列表。
  • arp -s ip mac 添加静态ARP记录,如果需要永久保存,应该编辑/etc/ethers文件。
  • arp -f 使/etc/ethers中的静态ARP记录生效。

ARP分组格式

其中:

  • ARP协议的帧类型为0x0806
  • 硬件类型:1表示以太网地址
  • 协议类型:0x800表示IP协议
  • 硬件地址长度:值为6
  • 协议地址长度:值为4
  • op:1为ARP请求,2为ARP应答,3为RARP请求,4为RARP应答
  • 对于ARP请求来说,目的端硬件地址为广播地址f:ff:ff:ff:ff:ff),由ARP相应的主机填入。

一个完整ARP请求应答的抓包:

# tcpdump -e -p arp -n -vv
21:08:10.329163 00:16:3e:01:79:43 > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 42: Ethernet (len 6), IPv4 (len 4), Request who-has 192.168.14.23 tell 192.168.13.43, length 28
21:08:10.329626 00:16:3e:01:7b:17 > 00:16:3e:01:79:43, ethertype ARP (0x0806), length 60: Ethernet (len 6), IPv4 (len 4), Reply 192.168.14.23 is-at 00:16:3e:01:7b:17, length 46

ARP代理

当向位于不同网络的主机发送ARP请求时,由两个网络之间的路由器响应该ARP请求,这个过程称为ARP代理。

ARP代理也称为混合ARP:通过两个网络之间的路由器可以互相隐藏物理网络。

免费ARP

主机发送ARP请求查找自己的IP地址。通常有两个用途:

  • (1)确认网络中是否有其他主机设置了相同的IP地址;
  • (2)当主机的物理地址改变了,可以通过免费ARP更新更新路由器和其他主机中的高速缓存。

RARP

  1. RARP通常用于无盘系统,无盘系统从物理网卡上读到硬件地址后,发送一个RARP请求查询自己的IP地址。
  2. RARP的协议格式:与ARP协议一致,只不过帧类型代码为0x8035
  3. RARP使用链路层广播,这样阻止了大多数路由器转发ARAP请求,只返回很小的信息,即IP地址。

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