基于ETHERNET的网络监听以及ARP欺骗2013513010156734.doc

基于ETHERNET的网络监听以及ARP欺骗 １　引　言 网络监听,亦称为网络嗅探,是利用计算机的网络接口监视并查看网络中传输的数据包的一种技术。它工作在网络的底层,能够把网络中传输的全部数据记录下来。监听器(sniffer)不仅可以帮助网络管理员查找网络漏洞和检测网络性能,还可以分析网络的流量,以便找出网络中存在的潜在问题。不同传输介质的网络,其可监听性是不同的。但一般说来,以太网、FDDIToken、微波和无线网络都有很高的可能性被监听。实际应用中的sniffer分软、硬两种。软件监听器便宜,易于使用,缺点是往往无法抓取网络上所有的传输数据(比如碎片),也就可能无法全面了解网络的故障和运行情况;硬件监听器通常称为协议分析仪,它的优点恰恰是软件监听器所欠缺的,但是价格昂贵。目前主要使用的是软件监听器代写论文。 2　网络监听的原理 在以太网中,所有的通讯都是“广播”式的,也就是说通常同一个网段的所有网络接口都可以访问在信道上传输的所有数据。在一个实际系统中,数据的收发是由网卡来完成,每个网卡都有一个唯一的MAC地址。网卡接收到传输来的数据以后,网卡内的单片程序检查数据帧的目的MAC地址,根据计算机上的网卡驱动程序设置的接收模式来判断该不该接收该帧。若认为应该接收,则接收后产生中断信号通知CPU,若认为不该接收则丢弃不管。正常情况下,网卡应该只是接收发往自身的数据包,或者广播和组播报文,对不属于自己的报文则不予响应。可如果网卡处于混杂模式,那么它就能接收一切流经它的数据,而不管该数据帧的目的地址是否是该网卡。因此,只要将网卡设置成混杂模式(promiscuous),那么它就可以捕获网络上所有的报文和帧,这样也就达到了网络监听的目的。由此可见,网络监听必须要满足两个条件: ①网络上的通讯是广播型的。 ②网卡应设置为混杂模式。这在传统的以太网中是满足的。因为传统的以太网是共享型的,所有的主机都连接到HUB,而HUB对数据包的传输形式是广播。这意味着发给某个主机的数据包也会被其它所有主机的网卡所收到。因此在这样的环境中,任何设置成混杂模式的主机,都可以捕获发送给其它主机的数据包,从而窃听网络上的所有通信。可如今,随着交换机的广泛使用,更多的以太网是属于交换型的。所有的主机都连接到SWITCH,对于发给某个特定主机的数据包会被SWITCH从特定的端口送出,而不是像HUB那样,广播给网络上所有的机器。这种传输形式使得交换型以太网的性能大大提高,但同时也破坏了网络监听的第一个前提条件,使得上文中所述的传统网络监听器无法工作。因此,在交换网络中进行网络监听面临的一个主要问题就是:如何使本不应到达的数据包到达本网段。通常的解决方法主要有两种,一种是ARP欺骗(ARP Spoof),另一种就是MAC水包(MAC Flooding)。其中MAC Flooding就是指向交换机发送大量含有虚假MAC地址和IP地址的IP包,从而使得交换机内部的地址表“溢出”,进入所谓的“打开失效”模式,迫使SWITCH以类似于HUB的广播方式工作,向网络上所有的机器广播数据包。本文将要详细分析ARP欺骗模式。 3　ARP欺骗 3. 1　ARP(AddressResolution Protocol)的工作机制在以太网中传输的数据包是以太包,而以太包是依据其首部的MAC地址来进行寻址的。发送方必须知道目的主机的MAC地址才能向其发送数据。ARP协议的作用就在于把逻辑地址转换成物理地址,也即是把32bit的IP地址变换成48bit的以太网地址。为避免频繁发送ARP包进行寻址,每台主机都有一个ARP高速缓存,其中记录了最近一段时间内其它IP地址与其MAC地址的对应关系。如果本机想与某台主机通信,则首先在ARP缓存中查找这台主机的IP和MAC信息,若存在,则直接利用此MAC地址构造以太包;若不存在,则向网络上广播一个ARP请求包。目的主机收到此请求包后,发送一个ARP应答包。本机收到此应答包后,把相关信息记录在ARP高速缓存中,然后再进行发送。由此可见,ARP协议是有缺陷的。一台恶意的主机可以构造一个ARP欺骗包,而源主机却无法分辨真假。 3.2　相关协议的帧格式为了论述的简洁性,文中我们对以太网中ARP帧格式做如 3. 3　ARP Spoof原理 实验环境如下图所示:在这个交换网络中有四台PC,其中HostD试图进行ARP欺骗来监听HostA的数据流。假设主机A要与主机B通信,但A在其ARP缓存中没有找到有关主机B的MAC信息。于是,主机A发出ARP请求包:正常情况下,主机B回应一个ARP应答包:但同时,主机D也监听到了ARP请求包,随后它也发出了一个伪造的ARP应答包: 这样,主机A就收到了两个ARP应答包,一个来自主机B,一个来自主机D。当A收到主机B的ARP应答包后