ARP协议在同网段和不同网段的工作原理

参考https://blog.csdn.net/xiaobai729/article/details/122501029

ARP（AddressResolution Protocol ）地址解析协议，工作在数据链路层，他将网络层地址映射到物理层地址（已知IP地址，查MAC地址）

• ARP缓存表
  • IP地址到MAC地址的映射表
  • 通常有过期时间
    • arp缓存表里的数据会自动更新，过几分钟后会删除，重新学习
  • 只要是配置了IP地址的设备都有arp缓存表：电脑、手机、路由器、三层交换机

原理（同网段）

host1查找自身缓存表（没有查到） --> 发送arp请求 --> 交换机对该广播帧进行泛洪操作并学习 --> host2查询到是询问自己，先学习再回复 --> 交换机转发单播帧并学习 --> host1收到回复后学习

ARP请求：帧封装的目的IP是12个F – 广播
交换机收到后会直接对该帧进行泛洪（广播）操作，并且学习该IP的MAC地址以及端口号到交换机自己的MAC缓存表

所有主机都接受到该ARP Request报文后，都会检查该帧的目的IP地址与自身的IP地址是否匹配，不匹配就直接丢弃，Host2发现与自己IP地址匹配，就会先把发送端的IP与MAC地址信息记录到自己的ARP缓存表之中，然后Host2就会发送ARP Reply报文

ARP响应：对应的某台电脑回应请求ARP请求包 – 单播
交换机收到单播数据帧以后，会对该帧进行转发操作，并且学习Host2的MAC地址和端口号到自己的MAC缓存表

Host1收到Host2的ARP Reply报文后会检查目的IP与自己IP地址字段是否相同，如果匹配就将回应报文的源IP地址与MAC地址学习到自己的ARP缓存表之中，然后就可以传输信息进行通信

host1有了host2的MAC地址后，将MAC地址封装到目的MAC地址，然后传输信息

在不同网段的原理

1. host1在封装数据时发现自身没有host2的MAC地址，于是查询ARP，ARP缓存也没有该IP的MAC地址信息，而且通过子网掩码计算不是本网段，跨网段就需要找网关，查询ARP表内没有网关的MAC地址
2. host1把要发送的数据放入缓存，发送ARP请求网关的MAC
3. 交换机收到请求之后学习源MAC和端口并进行泛洪操作
4. 路由器（网关）收到广播数据后，学习host1的MAC信息，发现请求的目的IP正是自己，回复一个ARP响应
5. 交换机收到响应后学习网关的MAC和端口，转发
6. host1收到响应后，将缓存的数据拿出，目的IP为host2的IP，目的MAC为网关MAC，发送
7. 路由器（网关）收到这个数据包后发现IP不是自己，于是查询路由表，找通向另一个网段的地址，准备从对应的网关发送，查询MAC表，如果有就转发，没有就发送ARP请求询问host2的地址
8. 交换机收到ARP请求之后学习MAC和端口并泛洪
9. host2收到之后学习并响应
10. 交换机收到响应后学习并转发
11. 路由器（网关）收到后封装目的IP以及目的MAC，源IP为host1源MAC为路由器的出口MAC地址发送
12. 交换机查询并转发
13. host2收到解封装，回复给网关

同网段通过MAC地址进行通信，跨网段通过IP地址进行通信

路由器隔绝广播域，交换机隔绝冲突域

源IP地址和目的IP地址是始终不变的

• ARP攻击
  • 攻击者向目标主机发送虚假的ARP响应，伪造IP和MAC地址之间的映射关系，主机会将数据包发送到错误的目标地址
  • 破解 – 静态绑定正确网关的MAC地址 arp -s