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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑获取以太网中IP地址与MAC地址的对应关系 测验二：获取以太网中IP地址与MAC地址的对应关系 2.1 测验目的 熟谙ARP的帧布局以及工作原理，深入了解IP地址和MAC地址的有关概念, 掌管WinPcap开发包的测验方法以及自定义构造数据包。 2.2 测验要求 要求自行构造arp苦求数据帧，用WinPcap的相关函数实现数据帧的发送，并解析响应的数据帧，获得IP地址与MAC地址的对应关系。本测验要求通过操作系统供给的命令和WinPcap编程两种方式获取以太网中主机的MAC地址。 2.3 测验原理 ARP是地址解析协议，它的根本功能就是通过目标设备的IP地址
2、，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺遂举行。在以太网中，一个主机和另一个主机举行直接通信，务必要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的根本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺遂举行。 在TCP/IP协议中，每一个网络结点是用IP地址标识的，IP地址是一个规律地址。而在以太网中数据包是靠48位MAC地址（物理地址）寻址的。因此，务必建立IP地址与MAC地址之间的对应（映射）关系，ARP协议就是为完成这个工作而设计的
3、。 TCP/IP协议栈维护着一个ARP cache表，在构造网络数据包时，首先从ARP表中找目标IP对应的MAC地址，假设找不到，就发一个ARP request播送包，苦求具有该IP地址的主机报告它的MAC地址，当收到目标IP全体者的ARP reply后，更新ARP cache。ARP cache有老化机制。 互联网通常通过IP地址指定其发送IP数据报的始发地和目的地，根据ARP协议的规定，将高层的IP地址映射成底层的物理地址，要理解ARP协议的工作过程，下面用一个例子说明，如下图所示： 图1：ARP工作过程 主机A要和B通信，A要先播送含有自身IP地址与MAC地址映射关系的请 求信息包，苦求
4、解析B的IP地址与MAC地址的映射关系。 为了获取以太网中其他主机的IP与MAC地址的对应关系，应用程序需要向以太网播送ARP苦求，需要自行构造ARP苦求包，所以务必熟谙ARP报文的格式，对报文中的各个字段举行填充。 图2：ARP报文的格式 发送ARP苦求，苦求本机网络接口卡上绑定的IP地址与MAC地址的对应关 系，把本机IP地址作为ARP报文的目的地址，应用程序捕获到本机的ARP响应，获取本机网络接口卡的MAC地址。 网络操作系统通常会将从网络中得到的IP地址与MAC地址的映射关系存放在本地的高速缓冲区，多数网络系统中的表项都内置一个arp命令，所以我们可以用arp -a命令来高速显示cac
5、he中的ARP表， ARP表可以包含动态和静态表项，每个动态表项的潜在生命周期是10分钟，而静态表项直到删除或者重启计算机为止。 在VC+中利用WinPcap编程，构造ARP苦求数据包，首先要获取主机的Mac地址，把目的地址设置为自己的IP地址，获取局域网内其他主机的IP地址与MAC地址的映射关系就需要发送播送ARP苦求帧，然后通过解析捕获到的ARP响应数据包，得到IP地址与MAC地址的映射关系。 2.4 测验内容 2.4.1 利用系统供给的命令获取IP地址与MAC地址的对应关系 （1）多数操作系统都内置一个arp命令，可以使用arp -a显示高速cache中的ARP表，假设期望的IP地址与M
6、AC地址没有展现在表中，那么可以ping 该IP地址，告成后，在执行arp-a，就可以看到ARP表项的变化处境。 图3：arp-a的结果 （2）添加ARP静态表项，命令：arp s inet_addr eth_addr,其中inet_addr 表示IP地址，eth_addr表示其对应的MAC地址。 2.4.2 利用WinPcap编程获取IP地址与MAC地址的对应关系 测验步骤：（1）安装WinPcap驱动和DLL程序，在VC+中配置WinPcap，选项卡Tools-options-Directories，添加WinPcap的Include和Lib文件。： 图4：添加WinPcap库文件 （2）
7、新建MFCAppwizard(exe)工程，在开启的工程下，选择Project-Settings的C/C+选项卡，选择Link选项卡，在Object/library modules中添加wpcap.lib ws2_32.lib和packet.lib三个库文件（三者之间用空格隔开），使工程在编译连接的时候将WinPcap的响应的库模块加载进去。 （3）设计界面，并添加控件变量，本测验中设计的界面如下： 图5：界面设计 （4）在CapturePacket1Dialog.h添加头文件，在响应的库文件添加到工程里。 #include #pragma comment(lib,#pragma commen
8、t(lib, （5）在OnInitDialog（）中添加初始化界面的代码。可以根据自己的需要举行设计，此处就不列举代码。 （）响应布局体的定义，本测验要自行构造苦求包，对以太网帧和的格式和有确定的了解，定义布局体如下：（仅供参考） struct ethernet_head / 物理帧帧头布局 unsigned char dest_mac6; /目标主机MAC地址(6字节) unsigned char source_mac6; /源端MAC地址(6字节) unsigned short eh_type; /以太网类型(2字节) ; struct arp_head /ARP数据帧 unsigned
9、short hardware_type; /硬件类型：以太网接口类型为 unsigned short protocol_type; /协议类型：IP协议类型为X0800 unsigned char add_len; /硬件地址长度：MAC地址长度为B unsigned char pro_len; /协议地址长度：IP地址长度为B unsigned short option; /操作：ARP苦求为，ARP应答为 unsigned char sour_addr6; /源MAC地址：发送方的MAC地址 unsigned long sour_ip; /源IP地址：发送方的IP地址 unsigned c
10、har dest_addr6; /目的MAC地址： unsigned long dest_ip; /目的IP地址： unsigned char padding18; ; struct arp_packet /最终arp包布局 /物理帧布局 ethernet_head eth; /以太网头部 arp_head arp; /arp数据包头部 ; （7）定义完有关布局体之后，添加“IDC_CAPTURE“相应代码，获取网络适配器的有关信息，列举出主机所含有的全部的网络适配器： pcap_if_t* alldevs = 0; pcap_if_t* pDev = 0; pcap_addr_t* pAdr
11、 = 0; char errbufPCAP_ERRBUF_SIZE+1; if (pcap_findalldevs( pDev; pDev = pDev-next) / 遍历全体成员 /打印设配列表，并在控件中显示 pcap_freealldevs(alldevs);/不再需要网络适配器列表, 释放 其中，alldevs参数指向获取的网络接口列表的第一个元素，网络接口链表中每一个元素都是pcap_if_t布局，在pcap.h中都已经定义。在获得了网络设备列表后，返回的接口设备列表中包括了本机的全体网络接口和接口上绑定IP地址。 在这个过程中调用获取本机MAC地址的函数GetSelfMac（），
12、下面就是对该函数举行编辑。 图6：接口信息 （7）发送ARP苦求数据帧数，构造ARP苦求数据帧，对响应的字段举行填充 #define BROADMAC 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF /播送MAC #define EH_TYPE 0x0806 /ARP类型 #define ARP_HRD 0X0001 /硬件类型：以太网接口类型为 #define ARP_PRO 0x0800 /协议类型：IP协议类型为X0800 #define ARP_HLN 0x06 /硬件地址长度：MAC地址长度为B #define ARP_PLN 0x04 /协议地址长度：IP地址长度为B #define ARP_REQUEST 0x0001 /操作：ARP苦求 #define ARP_REPLY 0x0002 /操作：ARP应答 #define ARP_THA 0,0,0,0,0,0 /目的MAC地址：ARP苦求中该字段没有意义，设为；ARP响应中为接收方的MAC地址 #define ARP_PAD 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
