一、计算机通信过程

1.1

如下图，是数据的封装层次结构。
在网络层，数据的首部会添加IP地址，组合后的数据格式称为数据报。
在链路层，数据报的首部会添加 mac地址，组合后的数据格式称为数据帧。

1.2

如下图，是两台计算机通信的过程。
数据段、源IP和目标IP确定之后，接下来是确定源和目标MAC地址。

过程1：在该网段内，目标IP与源IP不是同一网段，所以该数据帧会发送给路由器，由路由器负责转发。此时目标MAC地址应该指明交换机将数据帧发送给路由器，所以目标MAC 地址是M2地址。

过程2：在该网段内，路由器判断出目标IP的网段，之后从源MAC地址M3发出，送到目标MAC地址M4。

过程2：在该网段内，路由器判断出目标IP的网段，在本网段之后。因此直接找到目标IP的MAC地址。所以从源MAC地址M5发出，送到目标MAC地址M6。

总结：
1、交换机只能在本网段之内转发数据，只能根据MAC地址，将数据从一台机器送到其他机器上。
2、路由器负责网段之间的数据转发，根据目标IP地址的网段，选择合适的转发口（MAC口）。
3、交换机基于数据帧的MAC地址转发数据帧，路由器基于数据包的IP地址转发数据包。
4、MAC地址决定了数据帧下一跳哪个设备接收，而IP地址决定了数据包的起点和终点。

二、ARP协议与ARP欺骗

2.1 概念

地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。

地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，局域网络上的**主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存；由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。**ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。相关协议有RARP、代理ARP。NDP用于在IPv6中代替地址解析协议。

2.2 ARP协议图示

因此，ARP协议就是，根据IP地址，获取硬件MAC地址的协议。

2.3 Win10下查看arp的命令

C:\Users\MIIX4>arp -a接口: 192.168.203.1 --- 0x4Internet 地址         物理地址              类型192.168.203.254       00-50-56-ff-3f-34     动态192.168.203.255       ff-ff-ff-ff-ff-ff     静态224.0.0.2             01-00-5e-00-00-02     静态224.0.0.22            01-00-5e-00-00-16     静态........
C:\Users\MIIX4>

2.4 ARP欺骗图例

如上图所示，
A 设备的IP地址为 192.168.80.20，MAC地址为 MA；
B 设备的IP地址为 192.168.80.10，MAC地址为 MB；
C 设备的IP地址为 192.168.80.30，MAC地址为 MC；
R1 交换机的IP地址为 192.168.80.1，MAC地址为 MD；

1）A设备想要访问互联网，首先要获取网关的MAC地址，通过发送广播询问 “我是设备 192.168.80.20 ，网关 192.168.80.1的MAC地址是多少?”；
2）网关 192.168.80.1接收到广播，就会将自己的MAC地址 MD，通过 IP 192.168.80.20返回给A设备；
3）A设备就可以通过网关MAC地址 MD，进行转发数据，访问互联网了；
4）B设备上装了软件“网络执法官”，这时A设备再次询问： “我是设备 192.168.80.20 ，网关 192.168.80.1的MAC地址是多少?” 的时候，B设备也会告诉 A设备，“网关 192.168.80.1的MAC地址是 MX.”，于是 A设备就会记录：网关的MAC地址是 MX；
5）此时，A设备想要访问互联网的时候，交换机通过数据包MAC地址MX，发现没有设备的MAC地址是MX，就会将A设备的数据包丢弃。此时 A设备就无法访问互联网了。

注：想要防止 ARP欺骗，要同时将设备和路由器的【MAC地址，IP地址】对设置正确。如：

在Windows A设备上绑定网关的 mac地址和IP地址防止 ARP 欺骗
arp -s 192.168.80.1    00-0c-29-06-39-52  # 网关的 MAC 地址在路由器上绑定A设备的 mac地址和IP地址防止 ARP 欺骗
arp  192.168.80.20    000c.296d.b2d7  arpa  # A设备的 MAC 地址

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计算机通信过程详解与 arp欺骗

一、计算机通信过程

1.1

1.2

二、ARP协议与ARP欺骗

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2.2 ARP协议图示

2.3 Win10下查看arp的命令

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