ARP包詳解

一、ARP包的概述

ARP全稱為Address Resolution Protocol，即地址解析協議。它是一種將網路層地址（如IP地址）轉換成物理地址（如MAC地址）的協議。該協議藉助 ARP包來實現網路通信中的數據幀發送與接收。

在進行網路通信時，IP地址只能定位到某一台網路主機，而MAC地址則可直接和網路上的網卡進行通信，因此由ARP協議將IP地址與MAC地址進行映射，從而實現數據幀的發送與接收。

ARP包是構建ARP協議的基礎，它通過組裝不同的欄位信息，描述了網路通信中的目標IP地址、源IP地址、目標MAC地址、源MAC地址等內容。

二、ARP包的構成

ARP包由以下欄位組成：

• 硬體類型：表示主機所使用的物理網卡類型，常見的網路卡類型有乙太網、FDDI等。
• 協議類型：表示協議類型，如IP協議。
• 硬體地址長度：表示協議所用地址的長度，以位元組為單位。
• 協議地址長度：表示協議地址的長度，以位元組為單位。
• 操作類型：表示當前操作是請求還是應答。
• 發送方硬體地址：發送方的物理地址，對於乙太網就是MAC地址。
• 發送方協議地址：發送方的IP地址。
• 接收方硬體地址：接收方的物理地址，對於乙太網就是MAC地址。
• 接收方協議地址：接收方的IP地址。

三、ARP包的發送和處理

ARP包的發送和處理流程如下：

• 發送：在進行ARP請求時，需要填寫目標IP地址、發送方IP地址、發送方MAC地址等欄位，並將數據幀發送到本地子網上。
• 接收：網路上的其他主機收到ARP請求後，會返回一個ARP應答包，其中包括接收方IP地址和硬體地址等信息。請求主機收到應答後，將根據應答包中的地址信息將數據幀發送到目標主機。
• 處理：ARP包的處理流程包括獲取ARP包、分析ARP包、解析MAC地址、更新ARP表等操作。

四、ARP包的應用場景

ARP包在實際應用中廣泛應用於以下場景：

• 網路中的主機數據通信。
• 主機和網路設備的通信，如路由器、交換機等。
• 網路管理，如對網路MAC地址進行管理，設定黑名單等。

五、ARP包的示例代碼

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <net/ethernet.h>
#include <net/if_arp.h>
#include <sys/socket.h>

int main()
{
    unsigned char arp[42] = {0,};

    // 硬體類型
    arp[0] = 0x00;
    arp[1] = 0x01;

    // 協議類型
    arp[2] = 0x08;
    arp[3] = 0x00;

    // 硬體地址長度和協議地址長度
    arp[4] = 0x06;
    arp[5] = 0x04;

    // 操作類型
    arp[6] = 0x00;
    arp[7] = 0x01;

    // 發送方MAC地址和IP地址
    arp[8] = 0x52;
    arp[9] = 0x54;
    arp[10] = 0x00;
    arp[11] = 0x12;
    arp[12] = 0x34;
    arp[13] = 0x56;
    arp[14] = 192;
    arp[15] = 168;
    arp[16] = 31;
    arp[17] = 123;

    // 目標MAC地址和IP地址
    arp[18] = 0x00;
    arp[19] = 0x00;
    arp[20] = 0x00;
    arp[21] = 0x00;
    arp[22] = 0x00;
    arp[23] = 0x00;
    arp[24] = 192;
    arp[25] = 168;
    arp[26] = 31;
    arp[27] = 1;

    // 發送ARP請求
    struct sockaddr_in addr;
    int sock = socket(AF_PACKET, SOCK_DGRAM, htons(ETH_P_RARP));
    if (sock < 0) {
        printf("create socket error!");
        return -1;
    }
    addr.sin_family = AF_PACKET;
    addr.sin_port = htons(ETH_P_ARP);
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.31.123");
    memset(addr.sin_zero, 0, sizeof(addr.sin_zero));
    sendto(sock, arp, sizeof(arp), 0, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr));
}