【网络安全】ARP欺骗攻击的7种解决方案

最新推荐文章于 2025-10-25 10:32:34 发布

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前言

ARP欺骗是一种常见攻击方式，常常发生在局域网之内，产生的危害比较大，可以导致被攻击者流量丢失、中间人攻击、连接不上互联网甚至会被网络监听。

在局域网中，网络以“帧”的形式传输数据。

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，目标主机的MAC地址应当包含在数据帧中。

显然在双方通信之初，发送方是无法知道目标MAC地址的，它的获得就是通过地址解析这个过程。
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。
在Wireshark中ARP协议细节
总得来说，这种攻击不仅威胁着企业和组织的网络安全，也对个人用户的隐私构成了极大的风险。
所以了解并实施有效的解决方案至关重要。
今天就和你探讨一番，聊聊ARP欺骗攻击的7种解决方案，帮助你保护网络。

今日文章阅读福利：《网络安全实验——arp欺骗》

如果你还想补充arp欺骗的相关知识，那么这份实验手册就很适合你，从具体案例切入，帮助你进一步学习。

一、ARP表项固化

如图 1 所示， Attacker 仿冒 UserA 向 Gateway 发送伪造的 ARP报文，导致Gateway的ARP表中记录了错误的UserA地址映射关系，造成 UserA 接收不到正常的数据报文。

为了防御这种欺骗网关攻击，可以在网关设备上部署 ARP 表项固化功能。网关设备在第一次学习到 ARP 以后，不再允许用户更新此 ARP 表项或只能更新此 ARP 表项的部分信息，或者通过发送单播 ARP 请求报文的方式对更新 ARP 条目的报文进行合法性确认。

设备提供的三种 ARP 表项固化模式：

01 fixed-all 模式：
如果设备收到的 ARP 报文中的 MAC 地址、接口或 VLAN 信息和 ARP 表中的信息不匹配，则直接丢弃该 ARP 报文。此模式适用于用户 MAC 地址固定，并且用户接入位置相对固定的场景。

02 fixed-mac 模式：
如果设备收到的 ARP 报文中的 MAC地址与ARP表中对应条目的MAC地址不匹配，则直接丢弃该ARP报文；如果匹配，但是收到报文的接口或 VLAN信息与ARP表中对应条目不匹配，则可以更新对应ARP条目中的接口和VLAN信息。此模式适用于用户MAC地址固定，但用户接入位置频繁变动的场景。

03 send-ack 模式：
如果设备收到的 ARP 报文 A 涉及 ARP 表项 MAC 地址、接口或 VLAN 信息的修改，设备不会立即更新 ARP 表项，而是先向待更新的 ARP 表项现有 MAC 地址对应的用户发送一个单播的ARP 请求报文进行确认。
如果在随后的 3 秒内设备收到 ARP 应答报文 B，且当前ARP条目中的IP地址、MAC地址、接口和VLAN信息与ARP应答报文B的一致，则认为 ARP 报文 A 为攻击报文，不更新该 ARP 条目。
如果在随后的 3 秒内设备未收到 ARP 应答报文，或者收到 ARP 应答报文 B 与当前 ARP条目中的 IP 地址、 MAC 地址、接口和 VLAN 信息不一致，设备会再向刚才收到的 ARP报文 A 对应的源 MAC 发送一个单播 ARP 请求报文。

· 如果在随后的 3 秒内收到 ARP 应答报文 C，且 ARP 报文 A 与 ARP 应答报文 C 的源IP 地址、源 MAC地址、接口和VLAN信息一致，则认为现有 ARP 条目已经无效且ARP 报文 A 是可以更新该 ARP 条目的合法报文，并根据 ARP 报文 A 来更新该 ARP条目。

· 如果在随后的 3 秒内未收到 ARP 应答报文，或者 ARP 报文 A 与收到的 ARP 应答报文 C 的源 IP 地址、源 MAC地址、接口和VLAN 信息不一致，则认为ARP报文A为攻击报文，设备会忽略收到的ARP报文A，ARP条目不会更新。
此模式适用于用户的MAC地址和接入位置均频繁变动的场景。

二、动态 ARP 检测

网络中针对 ARP 的攻击层出不穷，中间人攻击是常见的 ARP 欺骗攻击方式之一。

图2：中间人攻击

如图2所示，是中间人攻击的一个场景。攻击者主动向 UserA 发送伪造 UserB 的 ARP 报文，导致 UserA的ARP表中记录了错误的UserB 地址映射关系，攻击者可以轻易获取到 UserA原本要发往 UserB 的数据；同样，攻击者也可以轻易获取到 UserB 原本要发往 UserA 的数据。这样， UserA 与 UserB 间的信息安全无法得到保障。
为了防御中间人攻击，可以在 Switch 上部署动态 ARP 检测 DAI（Dynamic ARP Inspection）功能。

动态ARP检测是利用绑定表来防御中间人攻击的。当设备收到ARP报文时，将此ARP报文对应的源IP、源MAC、VLAN以及接口信息和绑定表的信息进行比较，如果信息匹配，说明发送该 ARP 报文的用户是合法用户，允许此用户的 ARP 报文通过，否则就认为是攻击，丢弃该 ARP 报文。

**注：动态 ARP 检测功能仅适用于DHCP Snooping场景。**设备使能 DHCP Snooping 功能后，当DHCP 用户上线时，设备会自动生成 DHCP Snooping绑定表；对于静态配置IP地址的用户，设备不会生成DHCPSnooping绑定表，所以需要手动添加静态绑定表。

当Switch上部署动态 ARP检测功能后，如果攻击者连接到Switch并试图发送伪造的ARP报文，Switch会根据绑定表检测到这种攻击行为，对该ARP报文进行丢弃处理。
如果Switch上同时使能了动态ARP检测丢弃报文告警功能，则当ARP报文因不匹配绑定表而被丢弃的数量超过了告警阈值时，Switch会发出告警通知管理员。

三、ARP 防网关冲突

如图3所示，用户主机直接接入网关，Attacker将伪造网关的ARP报文发送给UserA和UserB，使UserA和UserB误以为攻击者即为网关。UserA和UserB的ARP表中会记录错误的网关地址映射关系，这样就会把发往网关的流量均发送给了攻击者，攻击者可轻易窃听到UserA和UserB发送的数据内容。

图3：ARP网关冲突

为了防范攻击者仿冒网关，可以在网关设备上使能 ARP 防网关冲突功能。当设备收到的 ARP报文存在下列情况之一：

· ARP 报文的源 IP 地址与报文入接口对应的 VLANIF 接口的 IP 地址相同

· ARP 报文的源 IP 地址是入接口的虚拟 IP 地址，但 ARP 报文源 MAC 地址不是VRRP虚MAC。

设备就认为该ARP报文是与网关地址冲突的ARP报文，设备将生成ARP防攻击表项，并在后续一段时间内丢弃该接口收到的同 VLAN 以及同源 MAC 地址的 ARP报文，这样可以防止与网关地址冲突的ARP报文在VLAN内广播。

此时，还可以在设备上使能发送免费 ARP 报文功能，通过广播发送正确的免费 ARP 报文到所有用户，迅速将已经被攻击的用户记录的错误网关地址映射关系修改正确。
**注：一个 VRRP 备份组，被当作一个共享局域网内主机的缺省网关，即虚拟交换机。**一个虚拟交换机拥有一个 VRRP 虚 MAC， VRRP 虚 MAC根据虚拟交换机ID生成，格式为：00-00-5E-00-01-{VRID}(VRRP)。当虚拟交换机回应ARP请求时，使用的是VRRP虚MAC地址，而不是接口的真实MAC地址。

四、发送免费 ARP 报文

如图４所示，Attacker仿冒网关向UserA发送了伪造的ARP报文，导致UserA的ARP表中记录了错误的网关地址映射关系，从而正常的数据不能被网关接收。
为了避免上述危害，可以在网关设备上部署发送免费ARP报文功能，定期更新用户的ARP表项，使得用户ARP表项中记录的是正确的网关 MAC 地址。

图４：仿冒网关攻击

五、ARP 报文内 MAC 地址一致性检查

ARP 报文内 MAC 地址一致性检查功能主要应用于网关设备上，可以防御以太网数据帧首部中的源/目的 MAC 地址和 ARP报文中的源/目的 MAC 地址不同的 ARP 攻击。
部署本功能后，网关设备在进行 ARP 学习前将对 ARP报文进行检查。如果以太网数据帧首部中的源/目的MAC 地址和 ARP 报文中的源/目的 MAC 地址不同，则认为是攻击报文，将其丢弃；否则，继续进行 ARP 学习。

六、ARP 报文合法性检查

ARP 报文合法性检查功能可以部署在接入设备或网关设备上，用来对MAC地址和IP地址不合法的报文进行过滤。设备支持以下三种可以任意组合的检查。

01 源 MAC 地址检查：
设备会检查 ARP 报文中的源 MAC 地址和以太网数据帧首部中的源 MAC 地址是否一致，一致则认为合法，否则丢弃报文；

02 目的 MAC 地址检查：
设备会检查 ARP 应答报文中的目的 MAC 地址是否和以太网数据帧首部中的目的 MAC 地址一致，一致则认为合法，否则丢弃报文；

03 IP 地址检查：
设备会检查 ARP 报文中的源 IP 和目的 IP 地址，全 0、全 1、或者组播IP地址都是不合法的需要丢弃。对于ARP应答报文，源IP和目的 IP 地址都进行检查；对于 ARP 请求报文，只检查源 IP 地址。

七、DHCP 触发 ARP 学习

在DHCP用户场景下，当DHCP用户数目很多时，设备进行大规模ARP表项的学习和老化会对设备性能和网络环境形成冲击。为了避免此问题，可以在网关设备上部署 DHCP 触发 ARP 学习功能。
当 DHCP 服务器给用户分配了 IP 地址，网关设备会根据 VLANIF 接口上收到的 DHCP ACK 报文直接生成该用户的ARP表项。该功能生效的前提是使能DHCPSnooping功能。网关设备上还可同时部署动态ARP检测功能，防止DHCP 用户的 ARP 表项被伪造的 ARP 报文恶意修改。