ARP--在TCP/IP協(xié)議棧中，最不安全的協(xié)議莫過于ARP了，我們經(jīng)常聽到的網(wǎng)絡掃描，內(nèi)網(wǎng)滲透，流量欺騙等等，他們基本上都與ARP有關系，甚至可以說，他們的底層都是基于ARP實現(xiàn)的。但是ARP的是實現(xiàn)僅需一問一答的兩個包即可，實現(xiàn)上很簡單。

目錄

• ARP協(xié)議

• ARP數(shù)據(jù)包信息

• ARP攻擊

一、ARP協(xié)議

ARP（Address Resolution Protocol）地址解析協(xié)議，目的是實現(xiàn)IP地址到MAC地址的轉(zhuǎn)換。

在計算機間通信的時候，計算機要知道目的計算機是誰（就像我們?nèi)私涣饕粯?，要知道對方是誰），這中間需要涉及到MAC地址，而MAC是真正的電腦的唯一標識符。

為什么需要ARP協(xié)議呢？因為在OSI七層模型中，對數(shù)據(jù)從上到下進行封裝發(fā)送出去，然后對數(shù)據(jù)從下到上解包接收，但是上層（網(wǎng)絡層）關心的IP地址，下層關心的是MAC地址，這個時候就需要映射IP和MAC。

ARP之簡單請求應答

    當兩臺計算機在同一個局域網(wǎng)通信，我們以ping命令為例，該命令使用的ICMP協(xié)議

PC1依據(jù)OSI模型①依次從上至下對數(shù)據(jù)進行封裝，包括對ICMP Date加IP包頭的封裝，但是到了封裝MAC地址的時候，②PC1首先查詢自己的ARP緩存表，發(fā)現(xiàn)沒有IP2和他的MAC地址的映射，這個時候MAC數(shù)據(jù)幀封裝失敗。我們使用ping命令的時候，是指定PC2的IP2的，計算機是知道目的主機的IP地址，能夠完成網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)封裝，因為設備通信還需要對方的MAC地址，但是PC1的緩存表里沒有，所以在MAC封裝的時候填入不了目的MAC地址。

那么PC1為了獲取PC2的MAC地址，③PC1要發(fā)送詢問信息，詢問PC2的MAC地址，詢問信息包括PC1的IP和MAC地址、PC2的IP地址，這里我們想到一個問題，即使是詢問信息，也是需要進行MAC數(shù)據(jù)幀的封裝，那這個詢問信息的目的MAC地址填什么呢，規(guī)定當目的MAC地址為ff-ff-ff-ff-ff-ff時，就代表這是一個詢問信息，也即使后面我要說的廣播。

PC2收到這個詢問信息后，將這里面的IP1和MAC1（PC1的IP和MAC）添加到本地的ARP緩存表中，然后④PC2發(fā)送應答信息，對數(shù)據(jù)進行IP和MAC的封裝，發(fā)送給PC1，因為緩存表里已經(jīng)有PC1的IP和MAC的映射了呢。這個應答信息包含PC2的IP2和MAC2。PC1收到這個應答信息，理所應當?shù)木瞳@取了PC2的MAC地址，并添加到自己的緩存表中。

經(jīng)過這樣交互式的一問一答，PC1和PC2都獲得了對方的MAC地址，值得注意的是，目的主機先完成ARP緩存，然后才是源主機完成ARP緩存。之后PC1和PC2就可以真正交流了。

ARP之廣播請求單播回應

    上圖面的圖解是不完全的ARP協(xié)議，因為在局域網(wǎng)里邊不會只有兩臺主機，這里就要考慮如何在局域網(wǎng)眾多主機里獲得目的主機的MAC。

和上面的一樣，剛開始PC1并不知道PC2的MAC地址，同樣需要發(fā)送ARP請求，但是這個局域網(wǎng)里主機很多，怎么唯獨獲取PC2的MAC呢，①我們想到和一群陌生人交流一樣，可以挨著詢問一遍，這就是我們要說的廣播，首先PC1廣播發(fā)送詢問信息（信息和上一張圖介紹的一樣），在這個普通交換機上連接的設備都會受到這個PC1發(fā)送的詢問信息。

接下來②需要做的是，所有在這個交換機上的設備需要判斷此詢問信息，如果各自的IP和要詢問的IP不一致，則丟棄，如圖PC3、Route均丟棄該詢問信息，而對于PC2判斷該詢問信息發(fā)現(xiàn)滿足一致的要求，則接受，同樣的寫入PC1的IP和MAC到自己的ARP映射表中。

最后，③PC2單播發(fā)送應答信息給PC1，告訴PC1自己的IP和MAC地址。

二、ARP數(shù)據(jù)包信息

ARP數(shù)據(jù)的詳細信息列表如下

ARP請求包

ARP應答包

內(nèi)容格式和上圖相似，不過會有目的地址對應的MAC地址，ARP數(shù)據(jù)包類型字段為2。

三、ARP攻擊

我們知道，當PC1對PC2正常通信的時候（先別管攻擊者PC3），PC2、PC1會先后建立對方的IP和MAC地址的映射（即建立ARP緩存表），同時對于交換機而言，它也具有記憶功能，會基于源MAC地址建立一個CAM緩存表（記錄MAC對應接口的信息），理解為當PC1發(fā)送消息至交換機的Port1時，交換機會把源MAC（也就是MAC1）記錄下來，添加一條MAC1和Port1的映射，之后交換機可以根據(jù)MAC幀的目的MAC進行端口轉(zhuǎn)發(fā)，這個時候PC3只是處于監(jiān)聽狀態(tài)，會把PC1的廣播丟棄。

正常的PC3會把廣播包丟棄，同樣的PC3可以抓住這一環(huán)節(jié)的漏洞，把不屬于自己的廣播包接收，同時回應一個虛假的回應包，告訴PC1我就是PC2

（IP2-MAC3），這樣PC1會收到兩個回應包（一個正確的IP2-MAC2，一個虛假的IP2-MAC3），但是PC1并不知道到底哪個是真的，所以PC1會做出判斷，并且判斷后到達的為真，那么怎么讓虛假的回應包后到達呢，PC3可以連續(xù)不斷的發(fā)送這樣的回應包，總會把哪個正確的回應包覆蓋掉。

而后PC1會建立IP2-MAC3這樣一條ARP緩存條目，以后當PC1給PC2發(fā)送信息的時候，PC1依據(jù)OSI模型從上至下在網(wǎng)絡層給數(shù)據(jù)封裝目的IP為IP2的包頭，在鏈路層通過查詢ARP緩存表封裝目的MAC為MAC3的數(shù)據(jù)幀，送至交換機，根據(jù)查詢CAM表，發(fā)現(xiàn)MAC3對應的接口為Port3，就這樣把信息交付到了PC3，完成了一次ARP攻擊。

如果ARP攻擊嚴重話，會導致同一個局域網(wǎng)（也是同一個廣播域）的所有主機的ARP緩存表中都存放著錯誤的IP和MAC的映射，如上圖，每臺主機的ARP緩存表中，不論哪個IP，都會映射到攻擊者的MAC地址MAC1上，這樣該局域網(wǎng)內(nèi)的所有主機的消息都發(fā)送到Hacker的主機上。