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尽管目前MAC地址可以通过逻辑的方式进行修改但它最初是被设计为不可人为更改的硬件地址。虽然MAC地址也可以满足唯一性的要求但由于它不可由管理员根据需求通过逻辑方式进行管理因此它只能进行局部寻址无法实现全局范围内的寻址。而IP地址则不是硬件本身自带的地址它是一种由管理员按需为设备分配的逻辑地址。通过子网划分展示了IP地址的可管理性因此逻辑地址更适合执行全局范围内的寻址。
然而因为IPV4协议定义的IP地址最多只能有2^32个并不能为网络中所有设备都设置一个唯一的IP地址。再加之NAT协议的缘故所以选择了IP地址MAC地址结合的寻址方式。结果就是一个局域网中的通信都是用MAC地址与局域网外进行通信则需要通过网关NAT路由器。因为交换机的出现从开始的总线型局域网变成了现在的星型局域网络结构即所有主机都与交换机的某个端口相连交换机内部自学习并维护一个MAC地址表将端口与MAC地址映射起来。所以在局域网中的通信就变得高效且便捷。
这时候通信就需要有一种协议能够根据目的设备的IP地址查询它的MAC地址这就是ARP地址解析协议。 交换机中存在MAC地址表主机中则存有ARP高速缓存。ARP高速缓存是IP地址与MAC地址的映射也可以通过学习获得它存在某种生命周期。
ARP的工作方式是当一台设备由于不知道目的设备的MAC地址而无法封装以目的设备的MAC地址为以太网数据帧的目的MAC时他会先以广播MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF作为目的MAC地址封装广播数据帧向整个局域网请求目的IP私网IP对应的MAC地址。当目的设备通过目的IP地址识别出这是请求自己的MAC地址的ARP请求包时就会以自己的MAC地址作为源MAC地址向ARP请求包的始发设备发送单播的ARP响应包。在接收到ARP响应包后请求设备就获得了目的设备的MAC地址。 所以两个不同局域网中的主机进行网络通信只需要知道对方的IP地址这里的IP地址指网关IP地址即公网IP、端口号这里的端口号指NAT路由器的端口号因为NAT路由器把私网IP替换成自己的公网IP并且把局域网中需要通信的主机端口替换成自己的MAC地址也是双方网关的MAC地址所以源MAC是一路被替换的只有目的MAC不变。 ARP欺骗原理
设备将ARP响应中的地址对应关系保存到自己的ARP高速缓存中并不考虑这是否是自己请求的ARP响应也不会验证响应方的真实身份。这就让攻击者可以在网络中散布错误的IP-MAC对应关系。攻击者主动向网络中发送包含错误IP-MAC对应关系的ARP响应这种做法称为ARP欺骗。
所以一个局域网中主机A可以响应网关的ARP请求想要得到主机BMAC地址冒充主机B并响应主机B的ARP请求想要得到网关MAC地址这种攻击者将自己插入受害者的通信路径中盗取通信数据的方式称为中间人攻击。
