【数通】ARP及RARP 免费ARP基础知识

ARP

基本原理

以太网的同一网段内以广播的方式查询某个IP地址对应的MAC地址，以实现三层IP地址与二层MAC地址之间的动态映射，这是任何以太网主机设备都支持的一个协议。我们有的时候称ARP为2.5层协议。进行数据封包时或进行ping测试时，我们此时仅知道目标L3 IP地址，而不知道目标L2 MAC地址，此时以太网就会通过ARP协议来获取对方二层MAC地址，以此进行链路层封包。

ARP地址解析过程

发送数据分组之前，会在本机ARP缓存中查找目标IP地址是否存在对应MAC表象，若存在对应的MAC地址，主机将不再发送ARP请求报文；若不存在，则发送广播ARP请求报文进行ARP请求解析。

对方收到ARP请求报文时将查看请求的目标IP地址是否为自身收到该报文的入接口IP地址，若是则回应一个单播的ARP应答报文，告知对方我的MAC地址。若请求不是自身，则丢弃。

ARP表项的创建与更新

若满足如下条件中任意一条，系统将创建或更新ARP表项：

1、ARP报文的源IP地址与入接口IP地址处于同一网段，且不是广播地址，目的地址是本接口IP地址。

2、ARP报文的源IP地址与入接口IP地址处于同一网段，且不是广播地址，目的地址是本接口的VRRP虚拟IP地址。

3、ARP报文的源IP地址与入接口IP地址处于同一网段，且不是广播地址，入接口是IPoEoA应用的Virtual-Ethernet接口。

4、ARP报文的目的IP地址是入接口上配置的NAT地址池中的地址。

如果收到的ARP报文的源IP地址在入接口的ARP表中已经存在对应表项，也将对ARP表项进行更新。

ARP抑制功能

在特殊组网或者遭受ARP攻击时，系统会在同一时间内接收刀多个Src IP相同的ARP报文，这就需要系统对ARP表项进行重复更新。为了保证系统性能，可启用ARP抑制功能，即：在1秒内收到多次Src IP相同的ARP报文，系统只通知发送ARP报文的设备已接收到ARP报文，但不进行ARP表项的更新。

二层拓扑探测功能

二层拓扑探测功能，是指当二层接口的状态由Down变为Up时，二层接口所属VLAN对应的所有ARP表项的老化超时时间变为0，使设备重新发送ARP探测报文，更新二层接口所属VLAN对应的所有ARP表项。

报文格式

ARP报文有ARP Requese请求和应答Replay

• ARP请求报文：Request报文，为广播发送，用于查找目标IP地址所对应的MAC
• ARP应答报文：Reply报文，单播应答。

老化机制

需要说明的是，MAC地址表项分为静态和动态，静态为人工配置，永不过期

ARP表项缓存都存在一个老化超时时间，在该时间超时后即删除该表项。缺点：时间周期太漫长，缺省300秒。

老化探测次数

即在一个ARP表项老化之前，系统先进行探测，如果超过设置的探测次数后仍没有应答，则此ARP表项将被删除。

老化探测模式

ARP表项老化之前，接口会发出ARP老化探测报文。而该报文可以是单播/广播。华为缺省为广播模式

建议：当对端设备IP地址不变但MAC地址频繁更新时，建议使用广播模式；若对端设备MAC地址不变，

当对端设备MAC地址不变，当前网络带宽资源特别紧缺，且ARP表项的老化时间设置的比较小时，建议使用单播模式发送ARP老化探测报文。

当其他厂商设备与华为设备互联时，其他厂商设备接收到目的MAC地址为广播地址的ARP老化探测报文后，若ARP表项中已存在华为设备的IP地址与MAC地址映射，则不响应该广播ARP老化探测报文。这种特殊情况下华为设备需要配置成以单播方式发送ARP老化探测报文，即单播的ARP老化探测模式。

ARP代理

当向位于不同网络的主机发送ARP请求时，由两个网络之间的路由器响应该ARP请求，这个过程称为ARP代理。

ARP代理也称为混合ARP：通过两个网络之间的路由器可以互相隐藏物理网络。

免费ARP

主机主动使用自己的IP地址作为目标地址发送ARP请求，此种方式称免费ARP。免费ARP有三方面的作用：

• 用于重复IP地址检测：正常情况下不会收到ARP回应，如果收到，则表明本网络中存在与自身IP地址重复的地址。
• 用于通告一个新的MAC地址：发送方更换了网卡，MAC地址变了，为了能够在ARP表项老化前通告所有主机，发送方可以发送一个免费ARP。
• 在VRRP中用来通告主备发生变换。

收到免费ARP的处理方式：

（1）如果收到免费ARP报文中源IP地址与入接口IP地址相同，则周期性广播发送免费ARP应答报文，告知该IP地址在网络内存在地址冲突。直到冲突解除，报文发送停止。

（2）如果收到免费ARP报文中源IP地址与入接口IP地址不同，

RARP 反向ARP

1. RARP通常用于无盘系统，无盘系统从物理网卡上读到硬件地址后，发送一个RARP请求查询自己的IP地址。
2. RARP的协议格式：与ARP协议一致，只不过帧类型代码为0x8035
3. RARP使用链路层广播，这样阻止了大多数路由器转发ARAP请求，只返回很小的信息，即IP地址。

ARPing

• ARP-Ping IP

  ARP-Ping IP是利用ARP报文在局域网内探测IP地址是否被其它的设备使用的一种方法。用户对设备配置IP地址前，需要确认该IP地址有没有被网络上的其他设备使用，可以通过发送ARP报文，确认该IP的使用情况，以便做出相应调整。

  通过ping命令也可以探测该IP地址是否被网络上的其他设备使用。但是如果带有防火墙功能的目的主机和路由器设置了对ping报文不进行回复的功能时，就不会响应ping报文，造成该IP没有被使用的假象。由于ARP是二层协议，大多数情况下可以透过设置了对ping报文不进行回复的防火墙，从而避免了此类情况的发生。

• ARP-Ping MAC

  ARP-Ping MAC是利用ICMP报文在局域网范围内探测MAC地址是否被其它的设备使用的一种方法。

  当只知道该网段一个特定的MAC地址而不知道其对应的IP地址时，通过ARP-Ping MAC发送广播的ICMP报文可以得到该MAC所对应的IP地址。通过这种方法，可以查询到该网段内特定MAC所对应的IP地址。

ARP攻击及防护