ARP协议具体解释之Gratuitous ARP（免费ARP）

Gratuitous ARP（免费ARP）

Gratuitous ARP也称为免费ARP。无故ARP。Gratuitous ARP不同于一般的ARP请求，它并不是期待得到IP相应的MAC地址，而是当主机启动的时候，将发送一个Gratuitous arp请求，即请求自己的IP地址的MAC地址。

免费ARP的产生

免费ARP数据包是主机发送ARP查找自己的IP地址。

通常。它发生在系统引导期间进行接口配置的时候。这里能够使用Wireshark捕获主机启动时候的数据，以验证是否发送Gratutious arp数据包。

这里捕获到的数据包，如图1.21所看到的。


图1.21  Gratuitous ARP包

从该界面能够看到第44、45、47数据包都是Gratuitous ARP包。

免费ARP的作用

免费ARP有两个方面的作用。分别例如以下所看到的：

1.验证IP是否冲突

一个主机能够通过它来确定还有一个主机是否设置了同样的IP地址。发送主机并不须要一定收到此请求的回答。假设收到一个回答，表示网络中存在与自身IP同样的主机。假设没有收到应答，则表示本机所使用的IP与网络中其他主机并不冲突。

【实例1-176】通过使用Wireshark捕获数据包，分析是否有IP冲突的情况。

实验环境如图1.22所看到的。


图1.22  验证IP是否冲突

（1）在主机A上配置一个IP地址为192.168.7.8。然后又一次启动主机A。

（2）在主机A启动时。这里也将主机B的IP地址改动为192.168.7.8。

（3）此时看Wireshark获取到的数据包，如图1.23所看到的。


图1.23  免费ARP包

从该界面主要分析91、92帧。例如以下所看到的：

（1）从91帧中能够看到MAC地址为00:23:8b:c4:05:bf的主机（主机A），向这个局域网发送免费ARP广播包。告诉局域网中全部的主机，它请求使用192.168.7.8。

（2）92帧表示MAC地址为00:19:21:3f:c3:e5的主机（主机B），向整个局域网发送ARP广播包。告诉局域网中全部的主机。192.168.7.8的MAC地址是00:19:21:3f:c3:e5（主机B）。意思是主机B已经使用了192.168.7.8。

从这两个数据包，能够看出主机B响应了主机A发送的免费ARP包，表示网络中存在与A有同样IP的主机。所以A主机启动后。将会看到如图1.24所看到的的窗体。


图1.24  IP冲突提示

从该窗体的提示信息中能够看到本机的IP地址与网络上其它系统的IP地址冲突。

2.更换物理网卡

假设发送ARP的主机正好改变了物理地址（如更换物理网卡），能够使用此方法通知网络中其他主机及时更新ARP缓存。

【实例1-18】以下验证更换物理网卡后，发送免费ARP的请求包。详细操作过程例如以下所看到的：

本例中使用的实验环境，如图1.25所看到的。

在该环境中。主机A和主机B的IP、MAC地址已经标出。在实验之前这两台主机已经能正常通行，也就是说它们分别有对方的ARP条目。当中，主机A的操作系统为Kali Linux；主机B为Windows 7。


图1.25  验证免费ARP

（1）查看主机A的ARP缓存表。运行命令例如以下所看到的：

  • root@kali:~# arp

  • Address                 HWtype  HWaddress           Flags Mask            Iface

  • 192.168.1.2              ether   00:23:8b:c4:05:bf             C                  eth0

从输出的信息中，能够看到该缓存表中有一条ARP条目。当中IP地址为192.168.1.2。MAC地址为00:23:8b:c4:05:bf。

（2）改动主机B的MAC地址。

例如以下所看到的：

在桌面上右键单击“网络”|“属性”，打开网络和共享中心。在该界面单击“更改适配器设置”命令。将显示如图1.26所看到的。

 


图1.26  网络连接  图1.27  本地连接 属性 

在该界面右键单击“本地连接”|“属性”。将显示如图1.27所看到的的界面。 

在该界面单击“配置”button，将显示如图1.28所看到的的界面。在该界面选择“高级”选项卡。如图1.29所看到的。

 


图1.28  Realtek PCLe GBE Family Controller属性   图1.29  高级设置 

在该界面的属性一览中找到“网络地址”（有的系统是Locally Administered Address或Network Address），然后单击“值”，并输入要更改的MAC地址（这里输入的MAC地址间不须要使用“-”符号）。

（3）查看Wireshark捕获的数据包，如图1.30所看到的。


图1.30  免费ARP广播包

从该界面能够看到有三个免费ARP包，各自是11、15、18。

这三个包都是MAC地址为00:19:21:3f:c3:e4的主机向局域网中其他主机发送的免费ARP包，告诉其他主机它将使用192.168.1.2的IP地址。免费ARP包中的数据，如图1.31所看到的。

图1.31  免费ARP广播包

从该界面能够看到第三行信息为ARP协议（请求/免费ARP）信息。从中能够查看的发生方的MAC地址、IP地址及目标MAC地址、IP地址。这里的目标MAC地址是00:00:00:00:00:00，表示这是一个ARP广播请求。局域网中其他的计算机都会收到。假设有某主机中记录了相关该地址的ARP条目将会被更新。

（4）查看主机中的ARP缓存表。

例如以下所看到的：

  • root@kali:~# arp

  • Address                  HWtype  HWaddress           Flags Mask            Iface

  • 192.168.1.2                ether   00:19:21:3f:c3:e4              C                eth0

从输出的信息中能够看到，地址为192.168.1.2的ARP条目的MAC地址更新为00:19:21:3f:c3:e4。