ARP病毒对校园网络影响论文：校园网ARP欺骗原理与防御方法研究
受到arp攻击摘要：ARP病毒对校园网络影响很大，严重妨碍了校园的安全和稳定，本文介绍了ARP病毒的攻击原理，并根据其原理提出几种防御的方法。
关键词：ARP 拥塞 地址映射 地址解析协议
中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2011）05-0072-02
The Principle of ARP Cheat and the Defense Method on Campus Network
Abstract: The ARP virus serious influence campus network’s safety and stability, in this paper, the author introduces the principle of ARP attacks and several defense methods.
Key words: ARP Congestionaddress mappingAddress Resolution Protocol
1、引言
随着科技的进步，网络也逐渐成为了人们在工作、生活中不可缺少的一部分，高校的网络得到了较快的发展，近几年来，随着校园网络规模急剧膨胀、网络用户数量快速增长，给ARP病毒的传播带来一个绝佳的机会，ARP病毒在高校网络当中迅速蔓延。
ARP病毒发作的迹象就是间断性的断网，网络性能严重不足、网速变慢，其原因是本来流向主干网络的大量的信息却流向了病毒主机，而且这些大量的数据包可能使得本网段拥塞，所以使得网速变得很慢或者直接断网。
2、ARP介绍
ARP[1,2]（Address Resolution Protocol，地址解析协议），用于IP地址到MAC地址的映射，这一对映射是很有必要的，原因是在网络层及其以上的层次在传输信息时，必然要使用到IP地址，然而物理层却并不识别IP地址，更不会为其服务传输这些信息，所以必须先进行地址解析，然后才能通过物理层传输数据，所以说ARP协议对网络通信来说是很重要的。
ARP地址解析的具体步骤如下：
假定在一个局域网内，主机A欲向主机B发起通信（前提是已知主机B的IP地址），首先到
自己的ARP缓存表中查询是否存在（IPB ，MACB）这一对映射，如果不存在，便向网络当中广播一个ARP请求数据包，内容是：“我的IP地址为：IPA ,物理地址是：MACA， IP地址是：IPB 的主机，请答复你的MAC地址是多少？”，只有IP地址是IPB 的主机把自己的MACB地址写进ARP回复报文进行ARP应答。
在局域网当中为了尽量减少ARP请求广播，每一个主机都有一个ARP缓存表，并根据接受到的ARP应答报文动态的更改自己的ARP缓存表。此ARP协议的缺陷就在于没有一个有效检测机制，不管ARP应答报文中的 （IP，MAC）映射是否合法，都会对自己的ARP缓存表就行更新，所以一些不法分子可以通过伪造 IP 和 MAC 的映射来制造ARP欺骗攻击，轻则造成被攻击的主机经常断网，重则是截取被攻击主机的重要信息，使得受害者蒙受巨大损失。
3、ARP 欺骗[3]
一般来说，ARP欺骗是在篡改ARP缓存表的基础上实施的，ARP病毒有2种攻击形式，即主动攻击形式和被动攻击形式。
3.1主动攻击形式
所谓的主动攻击形式就是攻击主机主动的发送ARP应答报文，恶意更改害主机ARP缓存中的IP和MAC 映射。
3.1.1 中间人攻击
在某一局域网当中存在以下几台主机（IP / MAC）,如下图所示：
在正常情况下，A可以利用自己ARP缓存表中的信息或者使用ARP协议是可以跟D正常通信的，此时C向A发送ARP数据包，其内容是（ 192.168.1.4 ， CC—CC—CC—CC—CC—CC），A收到此数据包时，会修改自己的ARP缓存表，把D的物理地址修改为：CC—CC—CC—CC—CC—CC，此时当A再向D发送数据时，数据包首先发送到C,，即C截取到了A数据包。
3.1.2 仿冒网关欺骗
所谓的仿冒网关欺骗就是ARP病毒向网络的中主机发送含有错误网关（IP，MAC）映射对的ARP数据包，受害主机接受到此ARP数据包并更新了自己的ARP缓存表，当受害主机发送数据时，这些本来流向网关的数据却被重定向到另一台主机上或一个错误的MAC地址上，导
致受害主机无法访问网关。如图2 所示：
在主机A向本网段中发送了一个ARP数据包，内容是（192.168.1.2，FF-FF-FF-FF-FF-FF），在本网段中的主机C接受到此ARP数据包，根据其内容更新自己的ARP缓存表，即错误的更改了网关的（IP，MAC）映射，此时主机C在一段时间内是无法访问到网关的。
3.1.3 ARP洪泛攻击
ARP洪泛攻击就是感染ARP病毒的主机，在一段时间内持续的向网络中发送ARP数据包，远远的超过了本网段中主机的ARP缓存表容量，即主机ARP缓存表当中都是错误的（IP，MAC）映射，并且无法学习到合法的映射，此时，主机无法正常获取网络服务。
3.2 被动攻击形式
所谓的被动攻击形式就是攻击主机并不主动的去修改受害主机的ARP缓存表，而是当受害主机发送ARP协议询问包时，再进行应答，实施欺骗攻击。
由此，可以看出ARP协议默认所有的ARP数据包都是可信的。
4、解决方法
4.1配置静态记录
因为在校园网络中，常见的ARP攻击方式就是仿冒网关，所以我们首先要获悉正确网关的（IP，MAC），然后在命令提示符下运行 arp —d ，清空主机的ARP缓存表，然后再使用命令 arp —s 配置静态的ARP记录，这样可以有效的阻止ARP攻击，但是这样会破坏ARP动态解析的过程，需要管理人员实时的去修改ARP记录，不宜维护。
4.2 在交换机上启动DHCP Snooping 和DAI 服务
DHCP Snooping 主要作用就是屏蔽掉非法的DHCP 服务器，使用户获取到正确的网络地址，并且建立、维护一张动态的DHCP-Snooping表，这张表格是用DHCP ack 数据包中的IP / MAC 映射对生成的，还可以手动的添加记录，此表格是DAI技术的基础，DAI技术原理就是截取网络当中的ARP数据包，验证此数据包当中的MAC / IP映射是否合法（与DHCP-Snooping表进行比较），验证成功就转发，否则丢弃此数据包。
4.3 划分Vlan
划分Vlan的好处就是减少广播在网络中传播，将广播隔离在一个小的网段当中，所以即使本网段中有主机感染了ARP病毒，那么该病毒波及的范围也不会太大，不至于蔓延到整个网络。
校园网络可以根据实际情况进行划分Vlan，并且把每一个Vlan端口与ARP防火墙相连，这样可以防止ARP病毒跨网段传播。
5、结语
本文对ARP攻击以及防御方法进行了简单的介绍，进一步讲解ARP攻击方式及其原理，但是由于ARP协议在设计上的缺陷，仅仅光靠技术的手段来防御ARP攻击是不行，还应该有健全的管理规范和防患意识，才能使得校园网络安全、稳定的运转。
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