ARP欺骗简述 - #瘫男日记

1. ARP协议概述

1.1 基础知识

在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。而在TCP/IP协议中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时，数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含目的主机的IP地址。于是需要一种方法，根据目的主机的IP地址，获得其MAC地址。这就是ARP协议要做的事情。所谓地址解析（address resolution）就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。 — Extracted from WikiPedia.

通俗点说，在局域网中通信时使用的是MAC地址，而不是常见的IP地址。所以在局域网的两台主机间通信时，必须要知道对方的MAC地址，这就是ARP协议要做的事：将IP地址转换为MAC地址。

从以太网帧来看，以太网帧分为：

以太网首部
上层数据部分
以太网尾

在物理层传输的数据都是使用以太网帧来封装起来传输的（通俗的说就是在数据包头加上以太网首部，数据包尾加上以太网尾），而网络传输是分层进行的，也就是物理层只处理物理层的数据，对于以太网帧中的上层数据部分并不关心。

在以太网帧中，以太网首部中存放了目的主机的MAC地址和源主机的MAC用于在以太网中传输数据。所以，在以太网通信中，只知道对方的IP地址是不可以通信的，因为IP地址属于第三层（网络层）的地址，对于物理层的以太网帧来说IP地址属于上层数据部分，以太网是无法识别的，所以就要使用ARP协议获取到对方的MAC地址进行通信。

1.2 工作原理

举例：现在有两台处于同一局域网的主机A、B。

现在主机A要和主机B通信，那么根据上面的介绍可以知道，主机A仅有主机B的IP地址是不可以通信的，还要知道主机B的MAC地址，下面介绍主机A是如何通过ARP协议获取主机B的MAC地址的：

第1步：根据主机A上的路由表内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
第2步：如果主机A在ARP缓存中没有找到映射，它将询问192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的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
第3步：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。
第4步：主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
第5步：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。本机缓存是有生存周期的，生存周期结束后，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。

了解ARP协议的工作原理后可以分析出其存在一个严重的安全问题：

在ARP回复时，发送请求包的主机A并不会验证ARP回复包的真实性，也就是不能判断回复主机A的是不是主机B。由此引出一个局域网攻击方式ARP欺骗。