第6章网络层-3

ARP Cache
IP Address 10.0.0.1 10.0.0.2
ff:ff:ff:ff:ff:ff -> 00:00:00:00:00:03 -> <- 10.0.0.3
MAC Address 00:00:00:00:00:01 00:00:00:00:00:02
ff:ff:ff:ff:ff:ff 00:00:00:00:00:03 ARP Request ARP Response
检查地址是否已经使用 可以让接收者缓冲该MAC地址
4
ARP分组格式
ARP分组格式
1-Ethernet 0x0806-IP
5
Reverse ARP
RARP：MAC IP 地址
无盘工作站获得自 己的IP地址，MAC 地址是唯一不变的 主机广播RARP请求 RARP服务器返回该 MAC对应的IP地址 RARP的缺陷
10.0.0.1 00:00:00:00:00:01 xx.xx.xx.xx xx:xx:xx:xx:xx:xx <- ARP Reply 10.0.0.2 00:00:00:00:00:02
A
X
B
IP Address 10.0.0.2
MAC Address 00:00:00:00:00:02 xx:xx:xx:xx:xx:xx
Type 5：重定向，通知有一条更好的路由 Type 11:时间超时
Code 0: TTL为0 Code 1:重组计时器超时
Type 12:参数错误
18
ICMP应用
Ping
Host or Router Host or router
Redirect
R1 A:ICMP Redirect: A R2 B R1 B A B Next Hop:R2 R2
21
主要内容
其它核心协议（6.5）
地址解析协议ARP Internet控制消息协议ICMP
移动IP和IPv6（6.6）
移动IP
22
Mobile IP
Internet设计时没有考虑到主机的移动：包 括路由和地址（网络+主机）
每次移动到新的位置改变IP地址，但是正在进 行的连接会中断 采用松散源路由LSR，移动主机发送的分组用 于记录路径，通信另一方采用源路由来发送给 移动主机
bit # 0 type 7 8 code additional information or 0x00000000 15 16 23 24 31
checksum
ICMP消息最少8个字节 Type/Code： 类型/子类型
ICMP差错报告
IP分组递交或者转发出现错误时发送ICMP差错报告
差错报告信息中包含了出错IP分组头部以及数据的前8个字节 ICMP消息发送给对应IP分组的源IP地址对应的节点
3
ARP
所有站点收到ARP请求，更新相应的缓存（cache）
ARP请求的目的站点B（A B）缓存A的映射 ARP响应的接收者A缓存B的映射 其他接收到ARP请求的站点在缓存中已包含A的映射时更新映射 ARP缓存的目的：高效
ARP缓存的TTL：20分钟 arp –a 显示ARP表
Gratuitous ARP：在启动或者改变IP地址时发送自己 IP地址的ARP请求
考虑到安全问题防火墙一般会禁止源路由
Mobile IP:
Seamless roaming: 主机移动位置但是要求目前的连 接不会中断
23
Mobile IP
home network：移动主机 home agent： 为主机移动到 在的网络(79.129.13/24)
永久的家(128.119.40/24) 外部网络提供服务
《计算机网络教程》电子教案
第六章 网络层 ARP、ICMP、移动IP和IPv6
主要内容
其它核心协议（6.5）
地址解析协议ARP Internet控制消息协议ICMP
移动IP和IPv6（6.6）
移动IP IPv6
2
ARP
ARP：IP地址 MAC地址
B C D 1 2 5 4 A 7 6 F 3 E
7
Proxy ARP
缺点
第一个网络中的ARP请求会增加 主机必须保留更多的IP到MAC地址映射 安全漏洞：spoofing 对网络拓扑有要求，比如两个物理网络间有两个路由器 连接会带来问题。
8
ARP伪装攻击
ARP Spoofing
伪造一个ARP响应 节点收到伪造的响应后会更新缓存，即poisoning
IP Address 10.0.0.1
MAC Address 00:00:00:00:00:01
To intercept communications, computer X first sends a spoofed ARP reply to computer A. This reply replaces the IP address of B with the MAC of X.
MAC Address xx:xx:xx:xx:xx:xx
IP Address 10.0.0.1
MAC Address xx:xx:xx:xx:xx:xx
Computer X needs to do one more thing to prevent disrupting the communication Between A and B. It must forward the packets A sends to B on, and visa versa.
MAC Address xx:xx:xx:xx:xx:xx
IP Address 10.0.0.1
MAC Address xx:xx:xx:xx:xx:xx
Now, when computer A wants to talk to B, it sends the data to X . Likewise, computer B sends its data to X when it wants to talk to A.
14
ATTACKS - SNIFFING
Man-in-the-Middle Attack (MiM)
10.0.0.1 00:00:00:00:00:01 xx.xx.xx.xx xx:xx:xx:xx:xx:xx 10.0.0.2 00:00:00:00:00:02
A
X
B
IP Address 10.0.0.2
17
ICMP差错报告
Type 3: 目的地不可达
Code 0: 网络不可达，找不到对应路由表项 Code 1: 主机不可达，ARP请求没有响应 Code 2: 协议不可达，目的地不支持IP头部中的protocol Code 3: 端口不可达，没有应用程序绑定在该端口上 Code 4: 需要分段但DF置位
15
ICMP
认为是IP的一部分，必须实现 主要功能包括
差错报告：TTL超时，目的不可达，不能分段等 网络管理：ping/traceroute 端系统配置：路由器通告等 差错类消息 Query类
ICMP消息使用IP来传递
IP header ICMP message IP payload
Protocol=1
不能跨越路由器（每 个子网需要服务器） IP配置信息简单，应 用层的BOOTP/ DHCP更好
6
代理ARP
Proxy ARP
通过代理ARP（路由器）在两个物理网络中用同一IP网 络，另一个网络对第一个网络透明 第一个网络中的主机认为整个网络中只有一个物理网络： 采用更短的子网掩码 代理ARP（路由器）将响应第一个网络到第二个网络主 机的ARP请求，回应路由器的MAC地址。 例：移动IP应用中
Computer A B are communicating on a switched network. (For illustration purposes, switch left out of picture.)
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ATTACKS - SNIFFING
Man-in-the-Middle Attack (MiM)
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ATTACKS - SNIFFING
Man-in-the-Middle Attack (MiM)
10.0.0.1 00:00:00:00:00:01 xx.xx.xx.xx xx:xx:xx:xx:xx:xx 10.0.0.2 00:00:00:00:00:02 ARP Reply ->
A
X
B
为什么需要MAC地址？
数据链路层传输：用于以太网等广播网络中解析地址 如果不知道IP地址对应的MAC地址，发送ARP请求，暂时 保留IP分组在缓冲区
ARP请求采用广播发送：Sender IP、MAC address; Target IP、MAC address
Target IP站点响应ARP请求，源和目的字段互调，并且填 写源MAC地址
IP Address 10.0.0.2
MAC Address xx:xx:xx:xx:xx:xx
IP Address 10.0.0.1
MAC Address xx:xx:xx:xx:xx:xx 00:00:00:00:00:01
Computer X then sends a spoofed ARP reply to computer B. This reply replaces the IP address of A with the MAC of X.
Home Address CoA lifetime
visited network： 主机当前所
Internet
Permanent address： 在
home网络中的地址，通过 它可以到达移动主机 128.119.40.186