ARP地址解析协议的概念数据结构

我们在网络中常说到ARP攻击等安全问题。这里的ARP是什么呢？就是ARP地址解析协议。在这里，关于它的安全问题我们暂且不谈，那么我们现在来简单说一下它的基本含义和数据结构。

ARP地址解析协议

ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议用于将计算机的网络地址(IP地址32位)转化为物理地址(MAC地址48位)[RFC826]｡ARP协议是属于链路层的协议,在以太网中的数据帧从一个主机到达网内的另一台主机是根据48位的以太网地址(硬件地址)来确定接口的,而不是根据32位的IP地址｡内核(如驱动)必须知道目的端的硬件地址才能发送数据｡当然,点对点的连接是不需要地址解析协议的｡

ARP协议的数据结构

以下是引用片段:

typedefstructarphdr 
{ 
unsignedshortarp_hrd;/*硬件类型*/ 
unsignedshortarp_pro;/*协议类型*/ 
unsignedchararp_hln;/*硬件地址长度*/ 
unsignedchararp_pln;/*协议地址长度*/ 
unsignedshortarp_op;/*ARP操作类型*/ 
unsignedchararp_sha[6];/*发送者的硬件地址*/ 
unsignedlongarp_spa;/*发送者的协议地址*/ 
unsignedchararp_tha[6];/*目标的硬件地址*/ 
unsignedlongarp_tpa;/*目标的协议地址*/ 
}ARPHDR,*PARPHDR;

为了解释地址解析协议的作用,就必须理解数据在网络上的传输过程｡这里举一个简单的PING例子｡

假设我们的计算机IP地址是192.168.1.1,要执行这个命令:ping192.168.1.2｡该命令会通过ICMP协议发送ICMP数据包｡该过程需要经过下面的步骤:

1､应用程序构造数据包,该示例是产生ICMP包,被提交给内核(网络驱动程序);

2､内核检查是否能够转化该IP地址为MAC地址,也就是在本地的ARP缓存中查看IP-MAC对应表;

3､如果存在该IP-MAC对应关系,那么跳到步骤9;如果不存在该IP-MAC对应关系,那么接续下面的步骤;

4､内核进行ARP广播,目的地的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,ARP命令类型为REQUEST(1),其中包含有自己的MAC地址;

5､当192.168.1.2主机接收到该ARP请求后,就发送一个ARP的REPLY(2)命令,其中包含自己的MAC地址;

6､本地获得192.168.1.2主机的IP-MAC地址对应关系,并保存到ARP缓存中;

7､内核将把IP转化为MAC地址,然后封装在以太网头结构中,再把数据发送出去;