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ARP协议原理

我们知道,当我们在浏览器里面输入网址时,DNS服务器会自动把它解析为IP地址,浏览器实际上查找的是IP地址而不是网址。那么IP地址是如何转换为第二层物理地址(即MAC地址)的呢?在局域网中,这是通过ARP协议来完成的。ARP协议对网络安全具有重要的意义。通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗,能够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞。所以网管们应深入理解ARP协议。

一、什么是ARP协议

ARP协议是“Address Resolution Protocol”(地址解析协议)的缩写。在局域网中,网络中实际传输的是“帧”,帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中,一个主机要和另一个主机进行直接通信,必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢?它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”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。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的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协议的工作原理

在每台安装有TCP/IP协议的电脑里都有一个ARP缓存表,表里的IP地址与MAC地址是一一对应的,

我们以主机A(192.168.1.5)向主机B(192.168.1.1)发送数据为例。当发送数据时,主机A会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标IP地址。如果找到了,也就知道了目标MAC地址,直接把目标MAC地址写入帧里面发送就可以了;如果在ARP缓存表中没有找到相对应的IP地址,主机A就会在网络上发送一个广播,目标MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”,这表示向同一网段内的所有主机发出这样的询问:“192.168.1.1的MAC地址是什么?”网络上其他主机并不响应ARP询问,只有主机B接收到这个帧时,才向主机A做出这样的回应:“192.168.1.1的MAC地址是00-aa-00-62-c6-09”。这样,主机A就知道了主机B的MAC地址,它就可以向主机B发送信息了。同时它还更新了自己的ARP缓存表,下次再向主机B发送信息时,直接从ARP缓存表里查找就可以了。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。


三、如何查看ARP缓存表

ARP缓存表是可以查看的,也可以添加和修改。在命令提示符下,输入“arp -a”就可以查看ARP缓存表中的内容了,如附图所示。

用“arp -d”命令可以删除ARP表中某一行的内容;用“arp -s”可以手动在ARP表中指定IP地址与MAC地址的对应。

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