ARP是怎样工作的
这篇文章给大家分享的是有关ARP是怎样工作的的内容。小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,一起跟随小编过来看看吧。
发展壮大离不开广大客户长期以来的信赖与支持,我们将始终秉承“诚信为本、服务至上”的服务理念,坚持“二合一”的优良服务模式,真诚服务每家企业,认真做好每个细节,不断完善自我,成就企业,实现共赢。行业涉及成都混凝土搅拌机等,在网站建设、成都全网营销推广、WAP手机网站、VI设计、软件开发等项目上具有丰富的设计经验。
ARP是如何工作的
网络中的两台机器可以相互通信,如果它们知道对方的物理地址。虽然计算机程序使用IP地址来发送和接收消息,但实际的底层通信总是通过物理地址进行的。
我们先来了解一下通信如何通过电线进行。我们尝试ping一台google的公共DNS服务器并捕获网络数据包,看看源地址和目标地址是什么。
tcpdump是一个用于捕获网络数据包并显示其内容的工具。如果你不熟悉tcpdump,我建议你阅读下面的文章,了解tcpdump的基础知识。
阅读:Linux中的tcpdump命令示例
root@ip-10-12-2-73:~# ping 8.8.8.8 PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=39 time=9.16 ms 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=39 time=9.28 ms 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=3 ttl=39 time=9.31 ms 64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=4 ttl=39 time=9.32 ms
在ping的同时,我们使用另一个shell会话在同一服务器上捕获网络数据包,使用的命令是 tcpdump -n host 8.8.8.8
。 使用参数-host 8.8.8.8只会捕获源或目标为8.8.8.8的数据包(同时因为-n参数,tcpdump输出中显示IP地址,而不是DNS名字)。
root@ip-10-12-2-73:~# tcpdump -n host 8.8.8.8 tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 21:39:41.531390 IP 10.12.2.73 > 8.8.8.8: ICMP echo request, id 16331, seq 1, length 64 21:39:41.540342 IP 8.8.8.8 > 10.12.2.73: ICMP echo reply, id 16331, seq 1, length 64 21:39:42.531815 IP 10.12.2.73 > 8.8.8.8: ICMP echo request, id 16331, seq 2, length 64 21:39:42.540840 IP 8.8.8.8 > 10.12.2.73: ICMP echo reply, id 16331, seq 2, length 64
tcpdump命令的输出非常明显。它显示了从我们的服务器(10.12.2.73)发出的一系列ICMP echo请求,以及随后从google(8.8.8.8)返回的响应。
由于8.8.8.8不在同一个网络中,如果没有网关,我的服务器无法直接访问到。因此ping 8.8.8.8的请求会经过我的网关。网关的地址可以用命令 route -n
得到。
root@ip-10-12-2-73:~# route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 0.0.0.0 10.12.2.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0 10.12.2.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
我们的网关是10.12.2.1。在输出的第一行就清楚地看到。为了访问任意IP地址(用0.0.0.0表示),数据包会通过10.12.2.1的网关。
因此,虽然我们需要访问的是8.8.8.8,我们需要经过10.12.2.1(因为它是网关)。但是为什么tcpdump输出没有显示10.12.2.1(网关)的任何跟踪?
tcpdump显示源地址是10.12.2.73,目标地址为8.8.8.8。由于8.8.8.8不是本地网络的一部分,我们必须通过10.12.2.1的网关访问它。所以这里显示的目标地地址应该是10.12.2.1,对不对?否则我们的数据包如何到达网关?
ping命令可以正常工作。因此它肯定通过网关来访问8.8.8.8(因为没有其他出口)。但数据包中的网关地址到底在哪里呢。数据包显示目标地址是8.8.8.8,但是它是如何到达网关的呢?
这正是物理地址(MAC地址)使用的地方。
随着ping 8.8.8.8继续执行,让我们在另一个会话上再次执行tcpdump(这次使用了附加选项-e)。
root@ip-10-12-2-73:~# tcpdump -e -n host 8.8.8.8 tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 21:47:56.820194 12:6e:eb:de:b3:ed > 12:6f:56:c0:c4:c1, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.12.2.73 > 8.8.8.8: ICMP echo request, id 16347, seq 1, length 64 21:47:56.829102 12:6f:56:c0:c4:c1 > 12:6e:eb:de:b3:ed, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 8.8.8.8 > 10.12.2.73: ICMP echo reply, id 16347, seq 1, length 64 21:47:57.821516 12:6e:eb:de:b3:ed > 12:6f:56:c0:c4:c1, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.12.2.73 > 8.8.8.8: ICMP echo request, id 16347, seq 2, length 64 21:47:57.830386 12:6f:56:c0:c4:c1 > 12:6e:eb:de:b3:ed, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 8.8.8.8 > 10.12.2.73: ICMP echo reply, id 16347, seq 2, length 64
这一次,除了ip地址,我们还可以在输出中看到 12:6e:eb:de:b3:ed > 12:6f:56:c0:c4:c1
和 ~12:6f:56:c0:c4:c1 > 12:6e:eb:de:b3:ed ~ 表示的物理地址(MAC地址)。
root@ip-10-12-2-73:~# ifconfig eth0 eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 12:6e:eb:de:b3:ed inet addr:10.12.2.73 Bcast:10.12.2.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::106e:ebff:fede:b3ed/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:9001 Metric:1 RX packets:1200693 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:945763 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:2452613050 (2.4 GB) TX bytes:447161879 (447.1 MB)
从上面看ifconfig命令输出中,我们可以确认 12:6e:eb:de:b3:ed
是我们服务器的MAC地址(ifconfig输出的 HWaddr 12:6e:eb:de:b3:ed
部分)。
而什么又是 12:6e:eb:de:b3:ed
呢?我们可以使用命令 arp -n -a
找出它表示什么。ARP代表地址解析协议。它负责将IP地址转换为MAC地址。 arp -n -a
会显示当前机器已知的MAC地址和他们对应的IP地址。我们稍后会仔细研究ARP的工作原理。
root@ip-10-12-2-73:~# arp -n -a ? (10.12.2.40) at 12:f7:fd:48:aa:79 [ether] on eth0 ? (172.17.0.2) at 02:42:ac:11:00:02 [ether] on docker0 ? (10.12.2.43) at 12:48:08:aa:a5:bb [ether] on eth0 ? (10.12.2.8) at 12:ab:ed:67:34:79 [ether] on eth0 ? (10.12.2.94) at 12:47:87:c2:60:8d [ether] on eth0 ? (10.12.2.1) at 12:6f:56:c0:c4:c1 [ether] on eth0
哈哈! 12:6e:eb:de:b3:ed
是网关的MAC地址(10.12.2.1)。即使目标IP地址是8.8.8.8,目标mac地址始终是网关服务器。
MAC地址(物理地址)是OSI第二层的部分。IP地址是第三层的部分。第三层的内容封装在第二层中。第二层拥有我们服务器MAC地址和网关的MAC地址。这就是数据包到达网关的方式。网关会覆写第二层(物理层)地址,当它发现目标地是8.8.8.8,它将数据包再次转发到其网关(网关根据路由把数据包转发到下一个网关)。
这就是数据包如何传输并到达其最终目标8.8.8.8的。在到达8.8.8.8的路径中,倒数第二个网络设备将使用ARP协议查询8.8.8.8的MAC地址。,
最终,如果你想到达一个特定的目标IP地址,系统会把这个IP地址转换成等效的MAC地址。因为真正的通讯是用物理地址进行的。ARP(地址解析协议)用于查找与IP地址对应的物理地址。
上图说明了计算机如何使用ARP协议找出与IP对应的MAC地址。图中第一个请求“来自10.12.2.73的ARP请求”目的是寻找10.12.2.1的MAC地址。
这个ARP请求是一个广播请求。这就是请求中的目标MAC地址设置为00:00:00:00:00(广播MAC地址)的原因。当本地网络中连接所有机器的网络设备收到目标地址00:00:00:00:00的请求时,它把请求转发到每一台机器(这就是广播的意思:发送给每台机器)。
虽然网络中的每台机器都会收到请求,只有IP地址是10.12.2.1的机器才会响应。验证目标IP地址后,其他所有机器将丢弃该请求。只有IP地址匹配的机器才会做出响应。
在回复时,目标服务器发送自己的MAC地址。这样10.12.2.73会找到与10.12.2.1对应的MAC地址。以下关于ARP的属于值得注意:
ARP缓存:在找到IP对应的MAC地址后,计算机将其存储在表中以待将来使用。后续所有到这个IP地址的通信都可以使用中的MAC地址。这个表叫做ARP缓存。
ARP缓存超时:添加到ARP缓存中的条目,只在指定的时间内有效。这一术语表明了这个时间段。
ARP请求:我们已经在前面看到了。ARP请求是由计算机发出的广播请求,以找出IP地址对应的MAC地址。
ARP应答:如上图所示,ARP应答这是来自目标主机的响应,包含IP和MAC地址。
1 如何在Linux下查看ARP缓存表?
几乎所有的linux发行版都带有一个名为arp的命令行实用程序。你可以使用它来查看arp表条目(如下所示)。
root@ip-10-12-2-73:~# arp -n -a ? (10.12.2.40) at 12:f7:fd:48:aa:79 [ether] on eth0 ? (10.12.2.43) at 12:48:08:aa:a5:bb [ether] on eth0 ? (10.12.2.8) at 12:ab:ed:67:34:79 [ether] on eth0 ? (10.12.2.94) at 12:47:87:c2:60:8d [ether] on eth0 ? (10.12.2.1) at 12:6f:56:c0:c4:c1 [ether] on eth0
你也可以使用下面的命令来查看arp表。
root@ip-10-12-2-73:~# arp -n -e Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface 10.12.2.40 ether 12:f7:fd:48:aa:79 C eth0 10.12.2.43 ether 12:48:08:aa:a5:bb C eth0 10.12.2.8 ether 12:ab:ed:67:34:79 C eth0 10.12.2.94 ether 12:47:87:c2:60:8d C eth0 10.12.2.1 ether 12:6f:56:c0:c4:c1 C eth0
2 如何在Linux下手动添加ARP缓存表项?
Linux下的arp命令有一个选项可以执行这个操作。如:
root@ip-10-12-2-73:~# arp -s 10.12.67.43 12:48:08:bb:a5:bb
请确保命令中的IP地址是有效的。
3 如何在Linux下手动删除ARP缓存表中的条目?
在Linux中,可以使用ARP命令的-d选项可以从ARP缓存表中删除一个条目。如:
root@ip-10-12-2-73:~# arp -d 10.12.67.43
4 如何在Linux下删除ARP缓存表中的所有条目?
ip命令可用于此操作。
root@ip-10-12-2-73:~# ip neigh flush all
5 ARP条目存储在系统中的什么地方?
在内存中。你可以通过/proc文件系统访问它。
root@ip-10-12-2-73:~# cat /proc/net/arp IP address HW type Flags HW address Mask Device 10.12.2.40 0x1 0x2 12:f7:fd:48:aa:79 * eth0 10.12.2.43 0x1 0x2 12:48:08:aa:a5:bb * eth0 10.12.2.8 0x1 0x2 12:ab:ed:67:34:79 * eth0 10.12.2.94 0x1 0x2 12:47:87:c2:60:8d * eth0 10.12.2.1 0x1 0x2 12:6f:56:c0:c4:c1 * eth0
6 如何一次向arp缓存表添加多个条目?
arp命令支持从文件中加载条目。你可以将文件路径作为参数传递给arp命令。默认使用/etc/ether文件。文件内容如下所示:
12:f7:fd:48:aa:79 10.12.2.40 12:48:08:aa:a5:bb 10.12.2.43
现在可以将文件的路径作为参数。
root@ip-10-12-2-73:~# arp -f /etc/ethers
Linux内核的ARP模块支持许多调优选项。其中大部分可以通过/proc中的文件修改。你可以在/proc/sys/net/ipv4/neigh/default中找到与ARP相关的内核文件。
root@ip-10-12-2-73:/proc/sys/net/ipv4/neigh/default# ls anycast_delay gc_interval locktime retrans_time_ms app_solicit gc_stale_time mcast_solicit ucast_solicit base_reachable_time gc_thresh2 proxy_delay unres_qlen base_reachable_time_ms gc_thresh3 proxy_qlen unres_qlen_bytes delay_first_probe_time gc_thresh4 retrans_time
感谢各位的阅读!关于“ARP是怎样工作的”这篇文章就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,让大家可以学到更多知识,如果觉得文章不错,可以把它分享出去让更多的人看到吧!
网页标题:ARP是怎样工作的
网页路径:http://scyanting.com/article/igdshj.html