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实验6：获取以太网中IP地址与MAC地址的对应关系 ARP协议 问题的提出 互联层通过IP地址指定报文的始发地和目的地 低层物理网络使用物理地址表达帧的源和宿 地址解析协议ARP 以太网使用ARP将IP地址与MAC地址进行动态映射 以太网具有固定长度的MAC地址和广播能力 ARP协议的基本思想 RP协议的改进 高速缓存技术 高速缓存区中保存最近获得的ARP表项 高速缓冲区中ARP表项新鲜性的保持：计时器 实验表明高速缓冲区的使用可以大大提高ARP的效率 其他改进技术 目的主机接收到ARP请求后将源主机的IP地址与物理地址映射关系存入自己的高速缓冲区 ARP请求是广播发送的，网络中的所有主机接收到ARP请求后都可以将源主机的IP地址与物理地址映射关系存入自己的高速缓冲区 主机启动时主动广播自己的IP地址与物理地址的映射关系 完整的ARP工作过程 以太网中ARP的报文格式 ARP报文中各字段的意义 硬件类型：以太网接口类型为1 协议类型：IP协议类型为080016 操作：ARP请求为1，ARP应答为2 硬件地址长度：MAC地址长度为6B 协议地址长度：IP地址长度为4B 源MAC地址：发送方的MAC地址 源IP地址：发送方的IP地址 目的MAC地址：ARP请求中该字段没有意义；ARP响应中为接收方的MAC地址 目的IP地址：ARP请求中为请求解析的IP地址；ARP响应中为接收方的IP地址 ARP命令 功能：用于查看、添加和删除高速缓存区中的ARP表项 高速缓冲区中的ARP表项 动态表项：随时间推移自动添加和删除 静态表项：一直保留，直到人为删除或重新启动计算机 Windows中ARP表项的潜在生命周期：10分钟 新表项加入时定时器开始计时 表项添加后两分钟内没有被再次使用：删除 表项被再次使用：增加2分钟的生命周期 表项始终在使用：最长生命周期为10分钟 显示高速cache中的ARP表 添加和删除ARP表项 添加 命令：arp –s inet_addr eth_addr 人为增加ARP表项一定要确保IP地址与MAC地址的对应关系是正确的 删除 命令：arp –d inet_addr Inet_addr为“*”时删除所有表项 利用WinPcap获取IP-MAC的对应关系 获取本机网卡的MAC和IP地址 NetBIOS编程接口与winsock的gethostbyname函数 获取的MAC地址和IP地址很难与WinPcap获取的设备接口名对应 pcap_findalldevs_ex可以获取本机的网络接口设备列表 包含了本机所有网络接口和接口上绑定的IP地址 不包含接口的物理地址 获取本机网卡的MAC和IP地址 获取本机网络接口和接口上绑定的IP地址 发送ARP请求，请求本机网络接口上绑定的IP地址与MAC地址的对应关系：本地主机模拟一个远端主机，发送一个ARP请求报文，该请求报文请求本机网络接口上绑定的IP地址与MAC地址的对应关系 捕获本机的ARP响应，获取本机网络接口卡的MAC地址 发送数据包 发送ARP请求的例子（1） 发送ARP请求的例子（2） 练习和思考 为了提高ARP的解析效率，网络操作系统在实现中一般都采用了多种改进技术。设计和制订一个实验方案，观察和判断你使用的OS实现了哪些ARP改进方案 查找相关资料和文档，利用Windows系统和VC++自带的功能和函数获取本地网络接口MAC地址和IP地址 * int pcap_sendpacket( pcap_t * p, u_char buf, int size }; #pragma pack(1) typedef struct FrameHeader_t { //帧首部 BYTE DesMAC[6]; BYTE SrcMAC[6]; WORD FrameType; } FrameHeader_t; typedef struct ARPFrame_t { //ARP帧 FrameHeader_t FrameHeader; WORD HardwareType; WORD ProtocolType; BYTE HLen; BYTE PLen; WORD Operation; BYTE SendHa[6]; DWORD SendIP; BYTE RecvHa[6]; DWORD RecvIP; } ARPFrame_t; #pragma pack() ARPFrame_t ARPFrame; //将ARPFrame.FrameHeader.DesMAC设置为广播地址。 //将ARPFrame.FrameHeader.SrcMAC设置为本机网卡的MAC