ARP协议

协议解析

ARP（Address Resolution Protocol）协议是一种用于在计算机网络中解析网络层地址（如IP地址）与物理地址（如MAC地址）之间映射关系的协议。在数据包从源主机发送到目标主机的过程中，需要将目标主机的网络层地址转换为物理地址，才能在链路层上进行数据传输。

ARP协议工作流程如下：

1. 源主机检查目标IP地址是否在本地网络，如果不在，则将数据包转发给默认网关。
2. 源主机检查ARP缓存表中是否已经有目标IP地址对应的物理地址，如果有，则直接将数据包发送到目标主机的物理地址。
3. 如果ARP缓存表中没有目标IP地址对应的物理地址，源主机就会发送一个ARP请求广播，请求目标主机回复自己的物理地址。
4. 网络中所有的主机都会接收到这个ARP请求广播，但只有目标主机会回复自己的物理地址。
5. 目标主机收到ARP请求后，会将自己的物理地址打包在ARP回复中发送给源主机。
6. 源主机收到ARP回复后，将目标主机的IP地址和物理地址存储在ARP缓存表中，以便下一次发送数据包时可以直接使用。

ARP协议是一个简单而重要的协议，它能够帮助网络中的主机快速地解析IP地址和物理地址之间的映射关系，从而实现数据包在局域网内的快速传输。

代码示例

import binascii
import socket
import struct


def send_arp_request(source_ip, target_ip, interface):
    # 构建 Ethernet 请求数据包
    # 广播地址
    broadcast_bytes = b'\xff\xff\xff\xff\xff\xff'
    # 源 MAC 地址
    src_mac_bytes = binascii.unhexlify('00:50:56:c0:00:08'.replace(':', ''))
    ethernet_header = struct.pack("!6s6s2s", broadcast_bytes, src_mac_bytes, b'\x08\x06')  # ARP

    # 构建 ARP 请求数据包
    source_ip = socket.inet_aton(source_ip)  # 源IP地址
    target_mac_bytes = b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00'  # 目标 MAC 地址
    target_ip = socket.inet_aton(target_ip)  # 目标IP地址

    arp_request = struct.pack('!HHBBH6s4s6s4s',
                              0x0001,  # 硬件类型：以太网
                              0x0800,  # 协议类型：IPv4（表示发送方要映射的协议地址类型。对于IP地址，该值为0x0800。）
                              6,  # 硬件地址长度：6字节
                              4,  # 协议地址长度：4字节
                              0x0001,  # 操作码：ARP请求
                              src_mac_bytes,
                              source_ip,
                              target_mac_bytes,
                              target_ip)

    # 创建原始套接字
    # 不可或缺：socket.htons(0x0806)，否则无法接受返回
    raw_socket = socket.socket(socket.PF_PACKET, socket.SOCK_RAW, socket.htons(0x0806))

    # 绑定指定的网络接口
    raw_socket.bind((interface, 0))

    # 发送ARP请求
    raw_socket.send(ethernet_header + arp_request)

    # 接收并解析响应
    response = raw_socket.recv(2048)

    # 解析响应数据包
    _, _, _, _, _, _, _, _, sender_mac, sender_ip, target_mac, target_ip = struct.unpack('!6s6s2sHHBBH6s4s6s4s',
                                                                                         response)

    # 打印目标MAC地址
    print(f"Reply -> IP: {socket.inet_ntoa(sender_ip)}  MAC: {':'.join(format(x, '02x') for x in sender_mac)}")

    # 关闭原始套接字
    raw_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    src_ip = '172.16.66.1'  # 目标IP地址
    dst_ip = '172.16.66.130'  # 目标IP地址
    inter = 'vmnet8'  # 网络接口名

    send_arp_request(src_ip, dst_ip, inter)