ARP協議詳解之Gratuitous ARP（免費ARP）

Gratuitous ARP（免費ARP）

Gratuitous ARP也稱為免費ARP，無故ARP。Gratuitous ARP不同於一般的ARP請求，它並非期待得到IP對應的MAC地址，而是當主機啟動的時候，將傳送一個Gratuitous arp請求，即請求自己的IP地址的MAC地址。

免費ARP的產生

免費ARP資料包是主機傳送ARP查詢自己的IP地址。通常，它發生在系統引導期間進行介面配置的時候。這裡可以使用Wireshark捕獲主機啟動時候的資料，以驗證是否傳送Gratutious arp資料包。這裡捕獲到的資料包，如圖1.21所示。

圖1.21 Gratuitous ARP包

從該介面可以看到第44、45、47資料包都是Gratuitous ARP包。

免費ARP的作用

免費ARP有兩個方面的作用。分別如下所示：

1.驗證IP是否衝突

一個主機可以通過它來確定另一個主機是否設定了相同的IP地址。傳送主機並不需要一定收到此請求的回答。如果收到一個回答，表示網路中存在與自身IP相同的主機。如果沒有收到應答，則表示本機所使用的IP與網路中其它主機並不衝突。

【例項1-176】通過使用Wireshark捕獲資料包，分析是否有IP衝突的情況。實驗環境如圖1.22所示。

圖1.22 驗證IP是否衝突

（1）在主機A上配置一個IP地址為192.168.7.8。然後重新啟動主機A。

（2）在主機A啟動時，這裡也將主機B的IP地址修改為192.168.7.8。

（3）此時看Wireshark獲取到的資料包，如圖1.23所示。

圖1.23 免費ARP包

從該介面主要分析91、92幀。如下所示：

（1）從91幀中可以看到MAC地址為00:23:8b:c4:05:bf的主機（主機A），向這個區域網傳送免費ARP廣播包。告訴區域網中所有的主機，它請求使用192.168.7.8。

（2）92幀表示MAC地址為00:19:21:3f:c3:e5的主機（主機B），向整個區域網傳送ARP廣播包。告訴區域網中所有的主機，192.168.7.8的MAC地址是00:19:21:3f:c3:e5（主機B）。意思是主機B已經使用了192.168.7.8。

從這兩個資料包，可以看出主機B響應了主機A傳送的免費ARP包，表示網路中存在與A有相同IP的主機。所以A主機啟動後，將會看到如圖1.24所示的視窗。

圖1.24 IP衝突提示

從該視窗的提示資訊中可以看到本機的IP地址與網路上其他系統的IP地址衝突。

2.更換物理網路卡

如果傳送ARP的主機正好改變了實體地址（如更換物理網路卡），可以使用此方法通知網路中其它主機及時更新ARP快取。

【例項1-18】下面驗證更換物理網路卡後，傳送免費ARP的請求包。具體操作步驟如下所示：

本例中使用的實驗環境，如圖1.25所示。在該環境中，主機A和主機B的IP、MAC地址已經標出。在實驗之前這兩臺主機已經能正常通行，也就是說它們分別有對方的ARP條目。其中，主機A的作業系統為Kali Linux；主機B為Windows 7。

圖1.25 驗證免費ARP

（1）檢視主機A的ARP快取表。執行命令如下所示：

root@kali:~# arp
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
192.168.1.2 ether 00:23:8b:c4:05:bf C eth0

從輸出的資訊中，可以看到該快取表中有一條ARP條目。其中IP地址為192.168.1.2，MAC地址為00:23:8b:c4:05:bf。

（2）修改主機B的MAC地址。如下所示：

在桌面上右鍵單擊“網路”|“屬性”，開啟網路和共享中心。在該介面單擊“更改介面卡設定”命令，將顯示如圖1.26所示。

圖1.26 網路連線圖1.27 本地連線屬性

在該介面右鍵單擊“本地連線”|“屬性”，將顯示如圖1.27所示的介面。

在該介面單擊“配置”按鈕，將顯示如圖1.28所示的介面。在該介面選擇“高階”選項卡，如圖1.29所示。

圖1.28 Realtek PCLe GBE Family Controller屬性圖1.29 高階設定

在該介面的屬性一覽中找到“網路地址”（有的系統是Locally Administered Address或Network Address），然後單擊“值”，並輸入要更改的MAC地址（這裡輸入的MAC地址間不需要使用“-”符號）。

（3）檢視Wireshark捕獲的資料包，如圖1.30所示。

圖1.30 免費ARP廣播包

從該介面可以看到有三個免費ARP包，分別是11、15、18。這三個包都是MAC地址為00:19:21:3f:c3:e4的主機向區域網中其它主機傳送的免費ARP包，告訴其它主機它將使用192.168.1.2的IP地址。免費ARP包中的資料，如圖1.31所示。

圖1.31 免費ARP廣播包

從該介面可以看到第三行資訊為ARP協議（請求/免費ARP）資訊。從中可以檢視的發生方的MAC地址、IP地址及目標MAC地址、IP地址。這裡的目標MAC地址是00:00:00:00:00:00，表示這是一個ARP廣播請求。區域網中其它的計算機都會收到。如果有某主機中記錄了相關該地址的ARP條目將會被更新。

（4）檢視主機中的ARP快取表。如下所示：

root@kali:~# arp
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
192.168.1.2 ether 00:19:21:3f:c3:e4 C eth0

從輸出的資訊中可以看到，地址為192.168.1.2的ARP條目的MAC地址更新為00:19:21:3f:c3:e4。

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