代理ARP的作用和原理

Proxy(代理)ARP作用及原理

 

代理ARP是ARP协议的一个变种。对于没有配置缺省网关的计算机要和其他网络中的计算机实现通信，网关收到源计算机的 ARP 请求会使用自己的 MAC 地址与目标计算机的 IP地址对源计算机进行应答。代理ARP就是将一个主机作为对另一个主机ARP进行应答。它能使得在不影响路由表的情况下添加一个新的Router，使得子网对该主机来说变得更透明化。同时也会带来巨大的风险，除了ARP欺骗，和某个网段内的ARP增加，最重要的就是无法对网络拓扑进行网络概括。代理ARP的使用一般是使用在没有配置默认网关和路由策略的网络上的。

 

什么代理ARP:proxy ARP就是通过使用一个主机(通常为router),来作为指定的设备对另一设备的ARP请求作出应答。

 

工作原理:

 

图表

 

 

这个主机A要发送数据包到主机D。图表显示主机A使用的是16位掩码。（注意这一点！）主机A相信目的网段是直接连接在172.16.0.0上的。于是主机A直接发送一个ARP请求给目的站点。主机A 需要得到主机D的MAC地址，所以主机A广播ARP请求：00-00-0c-94-36-aa172.16.10.10000-00-00-00-00-00172.16.20.200ARP请求里主机A将自己的MAC地址作为源地址 FFFF.FFFF.FFFF 做为目的地址进行广播。但是路由器的E0 口默认不支持转发广播。所以主机D不能响应这个ARP请求。路由器知道主机D在其他子网，于是用自己的MAC地址来应答A00-00-0c-94-36-ab172.16.20.20000-00-0c-94-36-aa172.16.10.100路由器用自己接口的MAC地址作为源地址回复ARP应答给主机A。这个ARP应答总是利用单播来回复。主机A收到ARP请求后更新自己的MAC地址表172.16.20.20000-00-0c-94-36-ab现在主机A如果发送数据包给主机D就将数据发送给MAC 00-00-0c-94-36-ab.由路由器转发给主机D。所以目的地址为子网B的数据都发送给路由器。子网A内所有主机ARP地址表显示去往子网B主机的MAC地址全是路由器接口的MAC地址。这个路由器转发其他数据包到子网B。这个主机A的ARP 地址表172.16.20.20000-00-0c-94-36-ab172.16.20.10000-00-0c-94-36-ab172.16.10.9900-00-0c-94-36-ab172.16.10.20000-00-0c-94-36-bb多个IP地址被映射到一个MAC地址。标志这在路由器上使用了 proxy-arp。(查看主机的arp表就清楚）

 

关闭代理ARP:cisco 交换机应该配置为能够支持proxy arp。而且它默认是被开启的。如果需要关闭可以使用 no ip proxy-arp 在接口模式下关闭。

 

Router# configure terminal

 

Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.

 

Router(config)# interface ethernet 0

 

Router(config-if)# no ip proxy-arp

 

Router(config-if)# ^Z

 

Router#

 

proxy ARP有哪些优点?

 

　　最主要的一个优点就是能够在不影响其他router的路由表的情况下在网络上添加一个新的router,这样使得子网的变化对主机是透明的

 

　　proxy ARP应该使用在主机没有配置默认网关或没有任何路由策略的网络上

 

proxy ARP带来的哪些负面影响?

 

　　1.增加了某一网段上ARP流量

 

　　2.主机需要更大的ARP table来处理IP地址到MAC地址的映射

 

　　3.安全问题,比如ARP欺骗(spoofing)

 

　　4.不会为不使用ARP来解析地址的网络工作

 

　　5.不能够概括和 推广网络拓扑

FAQ:

 1) 什么是ARP代理？

 

　　 路由器收到ARP Request时，若发现查询的目的IP地址在不同子网，路由器会扮演代理的ARP的角色，代为回答，告诉查询者它所要做的MAC地址（用的是之间接口的MAC地址）

 

　　2）为什么要有ARP代理？ 路由器的一个重要功能是把局域网广播包限制在该网内，不让扩散，否则会造成网络风暴。ARP Request是个广播包，它询问的对象若在同一个局域网内，就会回答。但如果查询对象不在同一个局域网，那怎么办呢？为了解决这个问题，路由器就提供一个服务：代理ARP.

 

　　3) 还有什么方法来解决跨局域网的地址查询？若主机配置了默认网关，在查询MAC地址的对象位于局域网之外的时候，可以把查询任务交给默认网关。

 

　　4) 什么情况下用ARP代理？ 网络中主机、路由器都有ARP cache. 主机通常配置了默认网关，它们会用默认网关查询局域网外的MAC地址。 路由器在需要查询远程网段里的MAC地址时, 与其相连接的路由器，在收到ARP Request时就会扮演代理ARP的角色。

 

附加：ARP的工作过程

 

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是将IP地址解析为以太网MAC地址（或称物理地址）的协议。

 

在局域网中，当主机或其它网络设备有数据要发送给另一个主机或设备时，它必须知道对方的网络层地址（即IP地址）。但是仅仅有IP地址是不够的，因为IP数据报文必须封装成帧才能通过物理网络发送，因此发送站还必须有接收站的物理地址，所以需要一个从IP地址到物理地址的映射。APR就是实现这个功能的协议。

 

假设主机A和B在同一个网段，主机A要向主机B发送信息。具体的地址解析过程如下 

 

(1)        主机A首先查看自己的ARP表，确定其中是否包含有主机B对应的ARP表项。如果找到了对应的MAC地址，则主机A直接利用ARP表中的MAC地址，对IP数据包进行帧封装，并将数据包发送给主机B。

 

(2)        如果主机A在ARP表中找不到对应的MAC地址，则将缓存该数据报文，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。ARP请求报文中的发送端IP地址和发送端MAC地址为主机A的IP地址和MAC地址，目标IP地址和目标MAC地址为主机B的IP地址和全0的MAC地址。由于ARP请求报文以广播方式发送，该网段上的所有主机都可以接收到该请求，但只有被请求的主机（即主机B）会对该请求进行处理。

 

(3)        主机B比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目标IP地址，当两者相同时进行如下处理：将ARP请求报文中的发送端（即主机A）的IP地址和MAC地址存入自己的ARP表中。之后以单播方式发送ARP响应报文给主机A，其中包含了自己的MAC地址。

 

(4)        主机A收到ARP响应报文后，将主机B的MAC地址加入到自己的ARP表中以用于后续报文的转发，同时将IP数据包进行封装后发送出去。

 

当主机A和主机B不在同一网段时，主机A就会先向网关发出ARP请求，ARP请求报文中的目标IP地址为网关的IP地址。当主机A从收到的响应报文中获得网关的MAC地址后，将报文封装并发给网关。如果网关没有主机B的ARP表项，网关会广播ARP请求，目标IP地址为主机B的IP地址，当网关从收到的响应报文中获得主机B的MAC地址后，就可以将报文发给主机B；如果网关已经有主机B的ARP表项，网关直接把报文发给主机B。