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图解ARP协议（四）代理ARP原理与实践（“善意的欺骗”） - 博客园.pdf

发布时间：2022-06-17 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：4.51M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    图解ARP协议（四）代理理ARP原理理与 实践（“善意的欺骗”） ⼀一、代理理ARP概述 我：当电脑要访问互联⽹网上的服务器器，⽬目标MAC是什什么？ 很多⼩小伙伴在刚学习⽹网络协议的时候，经常这样直接回应：不不就是服务器器 的MAC嘛! 这时我会反问：那电脑怎么拿到这个服务器器的MAC地址呢？ ⼩小伙伴⼀一般都⾃自信的抛出下⾯面两个点： ①根据⽹网络通信中数据封装的原则，通信双⽅方需要封装源⽬目IP和MAC地 址； ②如果要拿到⽬目标MAC地址，就需要通过ARP协议进⾏行行交互。 我：好，确实没⽑毛病，你是指的下⾯面这个意思吧 ==>
    ⼩小伙伴：对对对，是这个意思的。 我：好，你再看看下⾯面这个图，再确认下。 ⼩小伙伴：好像不不太对唉，刚才没注意看...... 互联⽹网这么多路路由器器，根据之 前学过的：
    ①路路由器器隔离⼴广播域，每个接⼝口/⽹网段都是独⽴立的⼴广播域； ②ARP请求是⼆二层⼴广播包，⼴广播包没法过路路由器器， 这样的话，ARP请求⼴广播包根本没法穿越互联⽹网到达⽬目标服务器器。 我：那我们平常上微博逛知乎去京东剁⼿手基本都依据上⾯面这张图，通过 DNS协议将域名解析为IP地址，通过ARP协议将IP解析为MAC地址。现在 ARP请求⽆无法穿越过去，电脑便便⽆无法获取⽬目标服务器器的MAC地址，怎么跟 它通信呢？ ⼩小伙伴：。。。。。。 上⾯面这个疑惑，我相信每个学习⽹网络协议的初学者经常会问到，更更普遍的 情况是，很多⼯工作多年年的⼯工程师，也未必能够将下⾯面这⼏几个问题完全搞清 楚： ①电脑访问互联⽹网服务器器的时候，ARP询问的内容，真的是问服务器器的 吗？ ②什什么是代理理ARP？跟ARP有什什么区别？什什么场景下会⽤用到代理理ARP？ ③代理理ARP跟⽹网关（默认路路由）设置有什什么关系？ 所以，这⼀一篇⽂文章虽然是讲代理理ARP，但其实核⼼心内容是围绕代理理ARP， 解读跨⽹网段通信过程中，ARP/代理理ARP/⽹网关（默认路路由）/数据封装等相 关问题。
    ⼆二、代理理ARP原理理 当ARP请求⽬目标跨⽹网段时，⽹网关设备收到此ARP请求，会⽤用⾃自⼰己的MAC地 址返回给请求者，这便便是代理理ARP（Proxy ARP）。 上⾯面这张图中，电脑发送ARP请求服务器器8.8.8.8的MAC地址，路路由器器（⽹网 关）收到这个请求时会进⾏行行判断，由于⽬目标8.8.8.8不不属于本⽹网段（即跨⽹网 段），此时便便返回⾃自⼰己的接⼝口MAC地址给PC，后续电脑访问服务器器时， ⽬目标MAC直接封装为MAC254。 代理理ARP本质是⼀一个"善意的欺骗"，是⼀一个"错位"的映射。从图中我们看 到服务器器地址的正常映射是<8.8.8.8-MAC2>，⽽而路路由器器返回给电脑的， 却是 <8.8.8.8-MAC254>。不不管是不不是"欺骗"，⾄至少最终电脑可以与外⽹网 的服务器器实现通信，以PC Ping Server为例例=>
    实际⽹网络中，代理理ARP由⽹网络中的⽹网关设备来执⾏行行，包括路路由器器、多层交 换机、⽆无线路路由器器、防⽕火墙等设备。并且，⽹网关即便便有代理理ARP功能，也 未必⼀一定执⾏行行，还必须满⾜足两个条件：①⽹网关已经开启代理理ARP功能；② ⽹网关有⽬目标的路路由信息。我们来看下⾯面这张图=> 上⾯面这张图中，我们假设路路由器器已具备全⽹网的路路由，但连接电脑的接⼝口没 有开启（或不不⽀支持）代理理ARP功能，此时便便造成⼀一个尴尬的情况：电脑反 复询问到8.8.8.8的MAC地址，路路由器器收到之后，处理理流程跟正常ARP是⼀一
    致的，"问⾃自⼰己的回复，不不是问⾃自⼰己的丢弃"。因此，当⽹网络通信采⽤用代理理 ARP时，可能会"受制于沿途⽹网关设备"，造成⽹网络通信故障。 进⼀一步思考：既然代理理ARP不不是⼀一种特别流畅的实现，会"受限于别⼈人"， 那我们没必要⼀一定要使⽤用它。甚⾄至，这⾥里里我们需要搞清⼀一个事实：实际⽹网 络中，⽆无论是同⽹网段还是跨⽹网段通信（例例如访问互联⽹网），绝⼤大情况下都 是使⽤用正常的ARP，⽽而不不是代理理ARP。⽣生活中的上⽹网的经验也已经告诉我 们，好像从来没有遇到或听到过"XXX设备不不⽀支持代理理ARP功能，导致通信 故障"这样的问题。 很多⼩小伙伴看到这⾥里里，会有⼤大⼤大的疑惑： ① "什什么! 我们才刚学习了了代理理ARP的实现原理理，现在居然告诉说它没怎么 ⽤用？" ② 那为什什么要创造代理理ARP，它的真正使⽤用场景在哪⾥里里？？ ③ 上述图解中，电脑跨⽹网段通信时ARP到底是如何⼯工作的？？？ 接下来给⼤大家划重点： 第⼀一，代理理ARP仅仅是正常ARP的⼀一个拓拓展使⽤用，是可选项⽽而不不是必要 项； 第⼆二：代理理ARP有特定的应⽤用场景，与⽹网关/路路由的设置有直接关系：当 电脑没有⽹网关/路路由功能时，并且需要跨⽹网站通信时，则会触发代理理 ARP。换句句话说，如果有⽹网关/路路由功能，则不不需要代理理ARP； 第三：正常环境下，当⽤用户接⼊入⽹网络时，都会通过DHCP协议或⼿手⼯工配置 的⽅方式得到IP和⽹网关信息（所以不不需要代理理ARP）。
    三、ARP与代理理ARP：不不是互斥⽽而是互补 在⼤大家理理解了了代理理ARP的⼯工作原理理和应⽤用场景之后，接下来我们终于可以 更更加全⾯面的分析开篇的这个经典问题：当⽤用户访问互联⽹网的时候，到底⽤用 ARP还是代理理ARP？跟⽹网关/路路由设置有什什么关系？数据封装⼜又有什什么区 别？ 我们通过下⾯面两张图做个对⽐比=> 当电脑没有⽹网关时，PC Ping 8.8.8.8，采⽤用代理理ARP => 当电脑有⽹网关时，PC Ping 8.8.8.8，采⽤用正常ARP =>
    通过上⾯面的对⽐比，我们得到以下信息： ①电脑没有⽹网关时，ARP直接询问⽬目标IP对应的MAC地址（跨⽹网段），采 ⽤用代理理ARP； ②电脑有⽹网关时，ARP只需询问⽹网关IP对应的MAC地址（同⽹网段），采⽤用 正常ARP； ③⽆无论是正常ARP还是代理理ARP，电脑最终都拿到同⼀一个⽬目标MAC地址： ⽹网关MAC。 为了了让上⾯面这个总结更更加的通⽤用性，我们将原有的⽹网络拓拓扑稍微复杂化 => 当电脑没有⽹网关时（采⽤用代理理ARP ），PC 依次Ping 8.8.8.8、8.8.4.4、 114.114.114.114=>
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