ARP原理和ARP攻擊
一、ARP協議
ARP（Address Resolution Protocol）地址解析協議，目的是實現IP地址到MAC地址的轉換。
在計算機間通信的時候，計算機要知道目的計算機是誰（就像我們人交流一樣，要知道對方是誰），這中間需要涉及到MAC地址，而MAC是真正的電腦的唯一標識符。
為什麽需要ARP協議呢？因為在OSI七層模型中，對數據從上到下進行封裝發送出去，然後對數據從下到上解包接收，但是上層（網絡層）關心的IP地址，下層關心的是MAC地址，這個時候就需要映射IP和MAC。
ARP之簡單請求應答
當兩臺計算機在同一個局域網通信，我們以ping命令為例，該命令使用的ICMP協議
PC1依據OSI模型①依次從上至下對數據進行封裝，包括對ICMP Date加IP包頭的封裝，但是到了封裝MAC地址的時候，②PC1首先查詢自己的ARP緩存表，發現沒有IP2和他的MAC地址的映射，這個時候MAC數據幀封裝失敗。我們使用ping命令的時候，是指定PC2的IP2的，計算機是知道目的主機的IP地址，能夠完成網絡層的數據封裝，因為設備通信還需要對方的MAC地址，但是PC1的緩存表裏沒有，所以在MAC封裝的時候填入不了目的MAC地址。
那麽PC1為了獲取PC2的MAC地址，③PC1要發送詢問信息，詢問PC2的MAC地址，詢問信息包括PC1的IP和MAC地址、PC2的IP地址，這裏我們想到一個問題，即使是詢問信息，也是需要進行MAC數據幀的封裝，那這個詢問信息的目的MAC地址填什麽呢，規定當目的MAC地址為ff-ff-ff-ff-ff-ff時，就代表這是一個詢問信息，也即使後面我要說的廣播。
PC2收到這個詢問信息後，將這裏面的IP1和MAC1（PC1的IP和MAC）添加到本地的ARP緩存表中，然後④PC2發送應答信息，對數據進行IP和MAC的封裝，發送給PC2，因為緩存表裏已經有PC1的IP和MAC的映射了呢。這個應答信息包含PC2的IP2和MAC2。PC1收到這個應答信息，理所應當的就獲取了PC2的MAC地址，並添加到自己的緩存表中。
經過這樣交互式的一問一答，PC1和PC2都獲得了對方的MAC地址，值得註意的是，目的主機先完成ARP緩存，然後才是源主機完成ARP緩存。之後PC1和PC2就可以真正交流了。
ARP之廣播請求單播回應
上圖面的圖解是不完全的ARP協議，因為在局域網裏邊不會只有兩臺主機，這裏就要考慮如何在局域網眾多主機裏獲得目的主機的MAC。
和上面的一樣，剛開始PC1並不知道PC2的MAC地址，同樣需要發送ARP請求，但是這個局域網裏主機很多，怎麽唯獨獲取PC2的MAC呢，①我們想到和一群陌生人交流一樣，可以挨著詢問一遍，這就是我們要說的廣播，首先PC1廣播發送詢問信息（信息和上一張圖介紹的一樣），在這個普通交換機上連接的設備都會受到這個PC1發送的詢問信息。
接下來②需要做的是，所有在這個交換機上的設備需要判斷此詢問信息，如果各自的IP和要詢問的IP不一致，則丟棄，如圖PC3、Route均丟棄該詢問信息，而對於PC2判斷該詢問信息發現滿足一致的要求，則接受，同樣的寫入PC1的IP和MAC到自己的ARP映射表中。
最後，③PC2單播發送應答信息給PC1，告訴PC1自己的IP和MAC地址。
二、ARP數據包信息
ARP數據的詳細信息列表如下
| Hardware type | 硬件類型，標識鏈路層協議 |
| Protocol type | 協議類型，標識網絡層協議 |
| Hardware size | 硬件地址大小，標識MAC地址長度，這裏是6個字節（48bti） |
| Protocol size | 協議地址大小，標識IP地址長度，這裏是4個字節（32bit） |
| Opcode | 操作代碼，標識ARP數據包類型，1表示請求，2表示回應 |
| Sender MAC address | 發送者MAC |
| Sender IP address | 發送者IP |
| Target MAC address | 目標MAC，此處全0表示在請求 |
| Target IP address | 目標IP |
ARP請求包
ARP應答包
內容格式和上圖相似，不過會有目的地址對應的MAC地址，ARP數據包類型字段為2。
三、ARP攻擊
我們知道，當PC1對PC2正常通信的時候（先別管攻擊者PC3），PC2、PC1會先後建立對方的IP和MAC地址的映射（即建立ARP緩存表），同時對於交換機而言，它也具有記憶功能，會基於源MAC地址建立一個CAM緩存表（記錄MAC對應接口的信息），理解為當PC1發送消息至交換機的Port1時，交換機會把源MAC（也就是MAC1）記錄下來，添加一條MAC1和Port1的映射，之後交換機可以根據MAC幀的目的MAC進行端口轉發，這個時候PC3只是處於監聽狀態，會把PC1的廣播丟棄。
正常的PC3會把廣播包丟棄，同樣的PC3可以抓住這一環節的漏洞，把不屬於自己的廣播包接收，同時回應一個虛假的回應包，告訴PC1我就是PC2
（IP2-MAC3），這樣PC1會收到兩個回應包（一個正確的IP2-MAC2，一個虛假的IP2-MAC3），但是PC1並不知道到底哪個是真的，所以PC1會做出判斷，並且判斷後到達的為真，那麽怎麽讓虛假的回應包後到達呢，PC3可以連續不斷的發送這樣的回應包，總會把哪個正確的回應包覆蓋掉。
而後PC1會建立IP2-MAC3這樣一條ARP緩存條目，以後當PC1給PC2發送信息的時候，PC1依據OSI模型從上至下在網絡層給數據封裝目的IP為IP2的包頭，在鏈路層通過查詢ARP緩存表封裝目的MAC為MAC3的數據幀，送至交換機，根據查詢CAM表，發現MAC3對應的接口為Port3，就這樣把信息交付到了PC3，完成了一次ARP攻擊。
如果ARP攻擊嚴重話，會導致同一個局域網（也是同一個廣播域）的所有主機的ARP緩存表中都存放著錯誤的IP和MAC的映射，如上圖，每臺主機的ARP緩存表中，不論哪個IP，都會映射到攻擊者的MAC地址MAC1上，這樣該局域網內的所有主機的消息都發送到Hacker的主機上。
ARP原理和ARP攻擊