地址解析协议（ARP）是互联网协议（IP）套件的关键第 2 层协议，可将 IP 地址转换为媒体访问控制（MAC）地址（IP – MAC），ARP 在实现网络连接方面发挥着不可或缺的作用，能够发现本地网络上设备的硬件地址并将其映射到其 IP 地址。

什么是地址解析协议（ARP）

将数据链路层IP地址解析为物理层MAC地址，ARP协议被几个网络组件用来根据指定的IP来确定目标网络设备。ARP 可用于发现与发送方位于同一网络上的设备的 MAC 地址。虽然它有助于解析物理层地址，但 ARP 在开放系统互连（OSI）模型的第 2 层运行，即数据链路或网络层。

什么是网络中的 ARP

地址解析协议 （ARP） 是一种网络协议，用于将物理地址（也称为 MAC 地址）映射到计算机网络中的 IP 地址。它是TCP / IP协议套件的关键部分，因为它支持网络上的设备之间的通信。

地址解析协议有什么作用

地址解析协议 （ARP） 允许主机设备确定同一网络上另一台设备的 MAC 地址。

每当主机设备想要将数据包发送到网络上的另一个主机设备时，它都会检查 ARP 缓存以查看它是否已经知道目标的 MAC 地址。如果 MAC 地址不在缓存中，则主机设备会发送 ARP 请求数据包，要求提供 MAC 地址。ARP 请求数据包将广播到网络上的所有设备。当设备的 IP 地址匹配时，它会发送包含其 MAC 地址的 ARP 回复数据包。主机设备将此信息添加到 ARP 缓存中，并在下次使用它进行通信。

为什么地址解析协议很重要

地址解析协议 （ARP） 在网络中至关重要，使用原因如下：

  • 将 IP 地址映射到 MAC 地址：要使设备将数据发送到同一网络上的另一台设备，它必须知道目标设备的 MAC 地址。ARP 协议将 IP 地址映射到目标设备的 MAC 地址。
  • 设置 ARP 缓存：ARP 缓存将 IP 地址的映射数据和网络上设备的相应 MAC 地址存储在表中。ARP 请求会定期广播以更新此数据表。这有助于减少网络流量并加快网络设备之间的通信。
  • 排查网络问题：ARP 缓存可用于通过检查 MAC 地址是否正确链接到其相应的 IP 地址来检测和解决网络连接问题。

因此，ARP对于实现网络上设备之间的通信和确保网络效率至关重要。

ARP 如何工作

地址解析协议 （ARP）_IP地址管理

IP – MAC 相关详细信息构成了在不同组件之间启用网络通信的基础。当网络设备需要向目标设备发送数据包时，它需要目标设备的 MAC 地址。

设备首先检查其 ARP 缓存，以检查它是否具有目标设备的 MAC 地址，如果找到目标设备的 IP – MAC 关联详细信息，设备将使用此详细信息与目标设备建立通信。

如果未找到目标设备的 IP – MAC 关联详细信息，则设备应首先标识目标设备的 MAC 地址。为此：

  • 希望建立通信的设备在网络中广播ARP请求数据包，请求具有指定IP地址的设备的MAC地址。
  • ARP 请求数据包包含目标设备的 IP 地址和发送设备的 MAC 地址。
  • 在收到 ARP 请求广播数据包时，网络设备会将数据包中的 IP 地址与自己的 IP 地址进行比较。
  • 然后，IP 地址与 ARP 请求中的 IP 匹配的设备向请求设备发送 ARP 回复数据包。ARP 回复数据包包含发送回复的设备的 MAC 地址。
  • 请求设备在收到包含 IP – MAC 关联详细信息的 ARP 回复数据包后，使用此信息将数据直接发送到目标设备。

ARP 缓存及其在 IP 地址管理 （IPAM） 中的作用

如前所述，网络设备依靠其 ARP 缓存来识别 IP-MAC 关联并转发数据包。每个网络设备（包括路由器和交换机）都维护一个 ARP 缓存，该缓存记录其网络中最近的 ARP 请求和已识别的 IP-MAC 关联的列表。

ARP 缓存通过最大限度地减少频繁通信的设备在网络上广播 ARP 的需求，有助于加快未来的 ARP 查找和 ARP 请求。ARP 缓存条目通常包含设备的 IP 地址和 MAC 地址，以及上次使用该条目时的时间戳。随着网络的动态变化，为了避免过时或过时的条目，ARP 缓存将被定期清除。

ARP 和 IPAM

ARP不是一个平台，而是一个用于网络的协议。以下是一些在网络中使用 ARP 的平台：

  • 网络交换机
  • 恶意检测和安全工具
  • 网络监控工具
  • IP 地址管理工具

了解一下IP 地址管理解决方案如何使用 ARP：

有效的 IP 地址管理器依赖于跟踪网络中最新的 ARP 缓存或表。这对于维持高效的网络操作至关重要，因为依赖过时的 ARP 缓存可能会导致网络性能缓慢等问题。因此，以下是网络管理员需要确保的一些 ARP 解决方案：

  • ARP 缓存会定期清除或使用最新信息进行更新。
  • 部署的 IPAM 工具配置为监视可靠的 ARP 数据源，以实时收集和更新 IP 地址详细信息。

通过将 IP 地址管理工具与 ARP 缓存管理集成，网络管理员可以更全面地了解网络层及其 IP-MAC 关联。IPAM 解决方案可以提供对 ARP 缓存的实时可见性，使管理员能够快速识别和解决问题。

此外，利用 ARP 缓存深入了解网络中的实时 IP – MAC 关联可以帮助管理员避免 IP 地址冲突和子网过度使用等问题。

ARP 中毒

地址解析协议 （ARP）_ARP_02

ARP 缓存中毒（也称为 ARP 欺骗或 ARP 中毒）是一种用于通过操纵目标设备的 ARP 缓存来拦截网络流量的技术。为了执行 ARP 中毒，攻击者在检测到 ARP 请求广播时，会以 MAC 地址与请求的 IP 地址相关联为借口，发送包含其 MAC 地址的 ARP 回复。目标设备在收到此 ARP 回复后，使用恶意 IP – MAC 关联详细信息更新其 ARP 缓存。然后，目标设备会将数据包发送到攻击者的 MAC 地址，允许攻击者拦截和修改数据包。

  • ARP 中毒通常会导致进一步的复杂攻击。支持 BYOD 策略、IoT 和影子 IT 的网络应谨慎行事，因为流氓设备可以使用 ARP 中毒轻松地对这些技术进行网络攻击。
  • 以受信任用户设备为借口进入网络的流氓设备可以使用 ARP 中毒来拦截网络流量并运行多种复杂的攻击，包括中间人攻击、数据盗窃和恶意软件摄取。
  • 此外，通过使用 ARP 缓存中毒，攻击者可以将网络流量重定向到他们控制的恶意设备，而不是允许流量到达其预期目标。然后，此流氓设备可用于发起各种攻击，例如窃听、数据盗窃和拒绝服务攻击。
  • 例如，攻击者可以使用 ARP 中毒来拦截和修改客户端设备和服务器之间的网络流量。攻击者可以通过发起中间人攻击将流量重定向到他们控制的流氓设备。客户端设备和服务器不知道这种纵的流量，并且可以通过恶意设备运行机密数据请求。
  • 鉴于其对网络完整性和安全性的严重威胁，识别和防止 ARP 欺骗至关重要。网络管理员必须部署可靠的 ARP 欺骗检测和预防工具，以发现异常的 ARP 活动并缓解 ARP 欺骗。

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