2.1【基本路由原理】数据转发原理3

数据转发原理

 

//抓包看ARP的报文结构：

注意Opcode:  1=request  (ARP)        2=reply(ARP)

                      3=request(RARP)        4=reply(RARP)

 

 

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普通ARP

 

  ##普通ARP的request报文：

 

     广播（获取目的IP地址的MAC）；

     目的收到request报文，先检查二层，检查二层数据帧：单播帧/组播帧/广播帧，不同数据帧目的MAC地址是不一样的，单播是个单播MAC地址,广播是一个广播MAC地址;组播是一个组播MAC；

       由于request请求报文是通过广播发送的，广播帧通过二层的目的MAC地址是判断不出来是给谁的，因为广播是给大家的；需要拆了二层看三层，通过上层协议去判断这个报文是不是给我的。上层的协议是ARP协议，ARP会看目标IP ADDRESS，看目标IP地址是不是自己接口的IP地址；如果不是，丢弃掉有两种可能：

    *  1->3

    ARP请求被广播到2、3上， 拆了2层看3层， 通过ARP进程判断目标的IP地址是不是自己接口的IP，如果不是，2丢弃；不会生成ARP MAP；

    3会生成ARP表项，到达1的IP地址绑定一个MAC地址；严格的ARP，也不会生成对应关系，是为了避免攻击。

    ping的时候不同，第一个包是为了发送ARP的。

     

 

        

【拓展】：wireshark是一个抓包工具，原理：首先wireshark会改变你的端口的一个工作模式，会把网卡改成混杂模式，不改成 混杂模式抓不到包的；一个 端口收到数据帧要先通过目的MAC地址是不是接收的目的MAC地址，判断这个是不是给自己的。抓包是 通过 SPAN（镜像）的方式把网络中的数据帧映射过来；改端口的模式：改成混杂模式这个接口就不会去判断这个数据帧目标的MAC地址是不是自己接口的MAC了，只要收到数据帧全部看。（类比快递，不看收件人，全部都要）

   

【拓展】：现在的一些开发人员也不会去拆这个头部，比如上网行为管理设备，实际上是可以看包的内容的， DPI（深度报文检测），是通过指针偏移，计算好包头到数据的部分一共多少个字节，然后指针偏移，看包的数据部分做一个匹配。
     

 

 ##接收者回送reply报文：单播

 

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免费ARP

自己给自己发送一个ARP请求，获取一个目标地址的MAC

1.检测IP冲突  2.更新MAC地址

 

 

##检测IP冲突

目标MAC地址的填充是0或者F没有啥区别和厂商有关系；

发送方的IP地址是自己的IP，目标方的IP地址也是自己的IP；

自己给自己发送ARP报文，如果收到了应答，就是有冲突；

 

##更新MAC地址

防止一个ARP欺骗，同时也是一个ARP欺骗的来源；

ARP欺骗工具：P2P终结者、聚生网管

 

ARP欺骗：

冒充其他人发送ARP报文（冒充网关）

HACK可以 冒充网关发送一个免费ARP，刷新MAC地址绑定；

PC想上网，数据全部交给路由器，通过路由器去做转发。

PC想上网，首先要请求网关的MAC地址，获取MAC地址以后会在本地生成ARP的映射表；后续会根据映射表去封装二层目的MAC；

 

HACK可以去冒充网关的 设备去发送免费ARP，IP是网关的IP，MAC用自己的MAC地址，发送免费ARP;

 

PC收到免费ARP会刷新自己的MAC地址绑定表；刷新以后，后续的数据会全部发给HACK了，因为会用HACK的MAC地址做一个二层封装；

 

HACK针对这个报文会做限速，或者丢弃；转发给路由器，转发的同时做个限速，同时也会抓取到网络上的所有报文，会造成网络的安全问题，可以抓取到密码或者聊天记录；

 

防止ARP欺骗：

（1）在PC上做一个ARP的静态绑定；静态绑定，免费ARP是无法刷新的；在PC上去绑定一个网关的MAC地址；

（2）或 在路由器上每隔2秒钟或者每隔5秒钟自己发送一次免费ARP，往回刷回来；但这种方法其实也不太好，在网络里面短时间发送大量的ARP也算是一种攻击；会占用带宽；    

（3）最好的方法是通过交换机来抑制这个ARP得欺骗， 采用DAI技术；动态ARP检测，通过这种机制避免ARP的欺骗；

交换机里面有一个表项，可以用于DAI的检测，这个表项可以通过两种方法来进行绑定 ：   

（1）静态绑定

（2）通过DHCP来生成这个表项；有这个表项以后，再收到ARP的请求或应答，它会检查这个ARP报文发送方的IP地址和MAC地址和绑定的IP地址和MAC地址是否是对应的；如果对应，放行；如果不对应，丢弃；这样就有效避免ARP的欺骗。

 

DAI-二层交换机就可以用；需要开启DHCP snooping

IP-sourceguard;(IP源Guard)

 

##免费ARP用于冗余协议

VRRP：

HSRP：

GLBP：

 

企业一般部署双路由，主备做一个冗余或者负载；

*PC->主，PC上GW（网关）配置成主设备的IP地址；

 

如果主宕机，备设备起作用，需要改PC全部的网关，需要把网关全部配置一遍？不太现实的，是否有方法自动切换不需要改设备？

 

不去改地址，自动切换设备，用到一种热备协议：

VRRP（公有的协议）

HSRP、GLBP（思科私有的协议）

1.这三个协议的原理都是一样的。两台设备都需要配置VRRP，在接口下去配， 配了一个VRRP以后，会自动在两台设备之间选取一个主备；

2.配了VRRP以后会由主设备定期发送Hello报文，1秒钟发一次，超时时间3秒钟，备设备负责监听；

3.3秒以后备设备没有收到hello报文，会认为主设备挂掉了，备升为主；

   主设备-M;        备设备-B；

4.配了VRRP以后，可以指定一个虚拟IP地址为网关地址就可以了；

 

如：192.16.1.0/24网段； 虚拟ip地址为 192.168.1.254；虚拟MAC可以自动计算；自动做一个映射

 

5.后续，PC想要上网的话，会发起虚拟IP地址的MAC的请求（发起ARP请求），会被主备都收到，实际上只有主设备才会回送ARP应答；后期发送的虚拟MAC都会绑定到1口；宕机，备升为主，现在流量不通，交换机不知道； 路由器会发送一次免费ARP，给交换机看的 。交换机收到免费ARP会将MAC地址绑定到2口，同时将1口拆除，这样虚拟MAC就绑定到2口了；

 

6.后续，数据帧会从2口转发出去到达B这台设备

 

*********************************************************************************   代理ARP

 

 

  在广播网里面，一条静态路由写下一跳或者出接口是否都能通？

  1上配静态，1上指定出接口E0/0，或者指定下一跳12.1.1.2；

  思科里面是全通的，华为里面是不通的（用接口不通，用下一跳是通的）；

 

   指定出接口和指定下一跳有什么不同？

    指定下一跳，说明到达的目标路由不是本地直连可达的；需要将IP包交给下一跳的设备，由下一跳设备帮忙去转发才能到达目标地址；ARP请求请求的是下一跳的MAC地址；

     指定出接口， 会认为到达目标网段是本地直连可达的；说明只要将IP包发出去就会到达目标地址；这样的话，发送ARP请求的话，就会请求目标地址的MAC地址（请求R3的Lo 0口）；2会检测，看目标MAC，目标MAC是一个广播MAC，拆2层交给ARP处理，检查目标IP地址，发现ARP报文里面的IP地址并不是自己接口的IP，说明这个ARP请求并不是给我的，2不会回应ARP应答，会将报文丢弃掉。没有MAC的话，1不能封装2层，不能发送数据。

    

     指定出接口，思科里面默认是开启代理ARP的，会通；华为默认是关闭代理ARP的，不通；

 

      代理ARP:如果说2在接口下开启了代理ARP,收到了一个ARP请求，但ARP请求里面的IP地址并不是自己接口下的IP，它会检查自己的路由器表，看看有没有达到目标地址可达的路由；如果有路由的话，2就会把自己接口下的MAC地址作为目标的MAC地址回给发送者；这样，1也能收到ARP应答；1有了MAC， 就可以封装二层，发送数据帧。

       在广播网里面一定 要指定下一跳，尽量不要用出接口，实际上最好的方法是连出接口和下一跳同时配置

 

##【实验验证】

50:21

3745/7200 的思科ISO

 Proxy ARP is enabled.

 

如果下一跳是出接口，这个报文到达R2以后，会发现目的IP地址 不是本接口的IP,但是代理ARP没有开启，会被丢弃掉。

 

两台PC，一台PC在12网段，一台PC在13网段，在不同的网段可以通吗？

 

在PC1和PC2上分别配置 一条默认路由，默认路由不能指向下一跳而应该指向一个出接口；互指网关也是不行的，只能用自己接口的IP

PC是 属于7层设备，可以装操作系统；可以通过rotute print看到PC的路由表；通常在PC上配置网关，网关的主要作用是在路由表里面在本地去生成 一条默认路由；下一跳就是指向网关的地址；到达外部网段的这些IP包都需要交给网关处理。 配置网关的目的就是自动生成一条默认路由

       其实可以通，可以将网关的地址配成自己接口的IP，在路由表里面也会生成一跳默认路由，12在访问13的时候回匹配这条默认，它会认为目标网段和自己是直连的，也会发送ARP请求，IP是目标IP，可以封装二层也是可以通的。

         三层 转发：要有路由表，匹配路由表才能转发IP包

          R1访问R3，R1和 R3不在同一网段，R1要先查路由表看看有没有达到目标地址的路由；如果没有路由，是无法发送IP包的；

         默认路由是可以匹配所有IP地址的，访问目标地址的时候，如果没有明细路由，都是可以匹配默认路由的；比如访问百度，新浪，服务器网段都不在同一网段，可以配置默认路由进行覆盖。

        

 

            

华为的元检测功能：收到ARP以后，不仅看ARP中的IP地址是不是自己接口下的IP地址，还要看发送方的IP地址是否和自己接口在同一网段？如果不是，不会发送ARP应答-Reply

 

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        ICMP  

   两种 报文：1.request    2.reply

   通过类型和代码来区分不同的报文类型的；

   常用的：00-应答reply    80-请求request   3-目标地址 不可达；

 

##ICMP重定向

*PC->ISP

PC会将报文交给A，A上是有指向ISP的默认路由的，A上默认路由 下一跳指向192.168.0.2，指向B；A收到以后会根据目的IP查路由表做转发，转发同时会重写2层；

  这种 方法肯定是不行的，会有一个次优路径，会造成网络延时。怎么去解决？最好的方式是由PC直接将IP包发给B设备而不会先绕过A

      通过ICMP重定向去解决，回给发送源一个ICMP报文，告诉发送源下一次发给谁。在ICMP重定向报文里面会增加一个Gateway的字段，网关地址，而这个字段会指向B设备的IP地址-192.168.0.2

      

需要判断什么场景下会出现ICMP的重定向？

ICMP重定向的触发条件：如果IP包的发送源和到达目的路由的下一跳在同一网段，就需要触发ICMP重定向。在ICMP重定向报文中会增加一个gateway字段，该字段中会包含目标路由下一跳的地址。

 

##【实验验证】

01:31

 //抓包分析：

 

 

后续的话，PC访问2.2.2.2的话，会直接将IP包发送给下一跳12.1.1.2，这就是重定向，可以避免一个次优路径

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

来自为知笔记(Wiz)

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