[发明专利]一种基于网络设备的ARP报文管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种ARP报文的管理方法，尤其是一种基于网络设备的ARP报文管理方法。

背景技术

ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)的基本功能是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址，以保证通信的顺利进行。它是IPv4中网络层必不可少的协议。

在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。而在TCP/IP协议中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时，只包含目标主机的IP地址。于是，需要一种方式，要根据目标主机的IP地址，获得其MAC地址。这就是ARP协议要做的事情。所谓地址解析就是主机在发送数据帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。

通常情况下，网络通信的过程如下：

假如网络中存在一台网络交换设备网络设备和三台主机PC1、PC2、PC3，主机的IP地址分别为192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1.3，MAC地址分别为11-11-11-11-11-11、22-22-22-22-22-22、33-33-33-33-33-33。

如果PC1要向PC2发送数据，则需要经过以下步骤：

(1)PC1查询本地ARP缓存中是否存在PC2(192.168.1.2)的IP-MAC对应关系，如果存在则转至步骤(6)。

(2)向网络发送ARP请求报文，查询PC2(192.168.1.2)的MAC地址。

(3)网络设备向所有主机(端口)分发步骤(2)中的ARP请求报文。

(4)PC2收到PC1发来的ARP请求报文，判断自己是192.168.1.2后向PC1返回带有MAC地址(22-22-22-22-22-22)的ARP应答信息；PC3收到PC1发来的ARP请求报文后，判断自己不是192.168.1.2后丢弃该报文。

(5)网络设备转发PC2发送的ARP应答信息到PC1

(6)PC1向PC2(22-22-22-22-22-22)发送信息。

(7)网络设备转发PC1的信息到PC2。

因为在ARP协议标准中，网络主机会无条件的接收和响应ARP应答信息。在这种设计下，可以很容易的实现ARP欺骗等方式的攻击，造成网络传输数据的泄漏或断网等网络的不稳定的情况。

网络数据传输的泄漏实现步骤如下：

(1)PC3向PC1发送一个ARP响应报文，报文中欺骗PC1说PC2的MAC地址为33-33-33-33-33-33。

(2)网络设备转发PC3向PC1转发的虚假ARP应答报文。

(3)PC1向PC2发送数据，判断到自己的IP-MAC缓存中存在PC2(192.168.1.2)-＞33-33-33-33-33-33的信息，所以向假的PC2(33-33-33-33-33-33)发送信息。

(4)网络设备转发PC1发送到虚假PC2的信息到PC3。

(5)PC3收到PC1发来的信息。导致PC1向PC2发送的数据泄漏给PC3主机。

网络欺骗方式造成断网的实现步骤如下：

(1)PC3向PC1发送一个ARP响应报文，报文中欺骗PC1说PC2的MAC地址为AA-AA-AA-AA-AA-AA。

(2)网络设备转发PC3向PC1转发的虚假ARP应答报文。

(3)PC1向PC2发送数据，判断到自己的IP-MAC缓存中存在PC2(192.168.1.2)＞＞AA-AA-AA-AA-AA-AA的信息，所以向假的PC2(AA-AA-AA-AA-AA-AA)发送信息。

(4)网络设备中不存在MAC地址为AA-AA-AA-AA-AA-AA的主机，所以此报文被丢弃。

网络广播风暴造成的网络不稳定的实现步骤如下：

(1)PC3向网络中发送任意ARP请求报文。

(2)网络设备向所有主机(端口)分发PC3发送的ARP请求报文。

(3)转至步骤(1)。

因为ARP请求报文会经过网络设备分发到所有的主机(端口)。当ARP请求报文不停的从PC3发出，当把整个网络带宽耗尽时，网络上的所有主机都会因为抢夺带宽而造成网络不稳定。