如果 A （192.168.1.1 ）向 B （192.168.1.2 ）發送一個數據包，那麼需要的條件有 ip、port、使用的協議（TCP/UDP）之外還需要 MAC 地址，因為在以太網數據包中 MAC 地址是必須要有的。那麼怎樣才能知道對方的 MAC 地址？答案是：它通過 ARP 協議來獲取對方的 MAC 地址。
ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協議），是 TCP/IP 協議族中的一個，主要用於查詢指定 ip 所對應的的 MAC（通過 ip 找 MAC）。
請求方使用廣播來發送請求，應答方使用單播來回送數據。收到返回消息後將該 IP 地址和物理地址存入本機 ARP 緩存中並保留一定時間，下次請求時直接查詢 ARP 緩存以節約資源。
以機器 A 獲取機器 B 的 MAC 為例，A 廣播發送一個 ARP 請求包，和 A 同在一個局域網的主機都會收到這個請求包，每個機器都會比較自己的 ip 和請求包的目的 ip 是不是一樣的，如果不一樣，就丟棄這個請求包，結果，只有 B 機器符合條件，B 機器單獨給 A 發送 ARP 應答包，應答包帶上了 B 的 ip 所對應的 MAC 地址，當 A 收到這個應答包後，就把 B 的 ip 以及其對應的 MAC 地址存入本機 ARP 緩存中。
在 Linux 查看 ARP 緩存表：arp
在 Windows 查看 ARP 緩存表：arp -a
ARP頭部
1、Dest MAC：目的 MAC 地址
2、Src MAC：源 MAC 地址
3、幀類型：0x0806
4、硬件類型：1（以太網）
5、協議類型：0x0800（IP地址）
6、硬件地址長度：6
7、協議地址長度：4
8、OP：1（ARP請求），2（ARP應答），3（RARP請求），4（RARP應答）
接下來這個例子為，虛擬機（ubuntu）獲取 PC 機的 MAC 地址：
先查看 ubuntu 的 ip 和 MAC 地址：
完整代碼如下：
#include
#include
#include
#include//struct ifreq
#include//ioctl、SIOCGIFADDR
#include
#include//ETH_P_ALL
#include//struct sockaddr_ll
#include
int main(int argc,char *argv[])
{
//1.創建通信用的原始套接字
int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
//2. 根據各種協議首部格式構建發送數據報
unsigned char send_msg[1024] = {
//--------------組MAC--------14------
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, //dst_mac: FF:FF:FF:FF:FF:FF
0x00, 0x0c, 0x29, 0x97, 0xc7,0xc1, //src_mac: 00:0c:29:97:c7:c1
0x08, 0x06, //類型：0x0806 ARP協議
//--------------組ARP--------28-----
0x00, 0x01, 0x08, 0x00, //硬件類型1(以太網地址),協議類型0x0800(IP)
0x06, 0x04, 0x00, 0x01, //硬件、協議地址分別是6、4，op:(1：arp請求，2：arp應答)
0x00, 0x0c, 0x29, 0x97, 0xc7,0xc1, //發送端的MAC地址
10, 221, 0, 11, //發送端的IP地址
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //目的MAC地址（由於要獲取對方的MAC,所以目的MAC置零）
10, 221, 20, 10 //目的IP地址
};
//3.數據初始化
struct sockaddr_ll sll; //原始套接字地址結構
struct ifreq req; //網絡接口地址
strncpy(req.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ); //指定網卡名稱
//4.將網絡接口賦值給原始套接字地址結構
ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &req);
bzero(&sll, sizeof(sll));
sll.sll_ifindex = req.ifr_ifindex;
//5. 發送 ARP 請求包
int len = sendto(sock_raw_fd, send_msg, 42, 0 , (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));
if(len == -1)
{
perror("sendto");
}
//6.接收對方的ARP應答
unsigned char recv_msg[1024] = {0};
recvfrom(sock_raw_fd, recv_msg, sizeof(recv_msg), 0, NULL, NULL);
if(recv_msg[21] == 2) //ARP應答
{
char resp_mac[18] = ""; //arp響應的MAC
char resp_ip[16] = ""; //arp響應的IP
sprintf(resp_mac, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x", \
recv_msg[22],recv_msg[23],recv_msg[24],recv_msg[25],recv_msg[26],recv_msg[27]);
sprintf(resp_ip, "%d.%d.%d.%d", recv_msg[28], recv_msg[29], recv_msg[30], recv_msg[31]);
printf("IP:%s - MAC:%s\n",resp_ip, resp_mac);
}
return 0;
}
程序運行結果如下：
查看 PC 的網卡信息：
下面的例子能夠獲取指定網段所有機器的 MAC 地址：
#include
#include
#include
#include//struct ifreq
#include//ioctl、SIOCGIFADDR
#include
#include//ETH_P_ALL
#include//struct sockaddr_ll
#include
#include
void *send_arp_ask(void *arg);
int main(int argc,char *argv[])
{
//1.創建通信用的原始套接字
int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
//2.創建發送線程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, (void *)send_arp_ask, (void *)sock_raw_fd);
while(1)
{
//3.接收對方的ARP應答
unsigned char recv_msg[1024] = "";
recvfrom(sock_raw_fd, recv_msg, sizeof(recv_msg), 0, NULL, NULL);
if(recv_msg[21] == 2) //ARP應答
{
char resp_mac[18] = ""; //arp響應的MAC
char resp_ip[16] = ""; //arp響應的IP
sprintf(resp_mac, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x", \
recv_msg[22],recv_msg[23],recv_msg[24],recv_msg[25],recv_msg[26],recv_msg[27]);
sprintf(resp_ip, "%d.%d.%d.%d", recv_msg[28], recv_msg[29], recv_msg[30], recv_msg[31]);
printf("IP:%s - MAC:%s\n",resp_ip, resp_mac);
}
}
return 0;
}
void *send_arp_ask(void *arg)
{
int i = 0;
int sock_raw_fd = (int)arg;
//1.根據各種協議首部格式構建發送數據報
unsigned char send_msg[1024] = {
//--------------組MAC--------14------
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, //dst_mac: FF:FF:FF:FF:FF:FF
0x00, 0x0c, 0x29, 0x75, 0xa6, 0x51, //src_mac: 00:0c:29:75:a6:51
0x08, 0x06, //類型：0x0806 ARP協議
//--------------組ARP--------28-----
0x00, 0x01, 0x08, 0x00, //硬件類型1(以太網地址),協議類型0x0800(IP)
0x06, 0x04, 0x00, 0x01, //硬件、協議地址分別是6、4，op:(1：arp請求，2：arp應答)
0x00, 0x0c, 0x29, 0x75, 0xa6, 0x51, //發送端的MAC地址
172, 20, 226, 12, //發送端的IP地址
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //目的MAC地址（由於要獲取對方的MAC,所以目的MAC置零）
172, 20, 226, 11 //目的IP地址
};
//2.數據初始化
struct sockaddr_ll sll; //原始套接字地址結構
struct ifreq req; //網絡接口地址
strncpy(req.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ); //指定網卡名稱
//3.將網絡接口賦值給原始套接字地址結構
ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &req);
bzero(&sll, sizeof(sll));
sll.sll_ifindex = req.ifr_ifindex;
//4.本地機的IP
if(!(ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFADDR, &req)))
{
int num = ntohl(((struct sockaddr_in*) (&req.ifr_addr))->sin_addr.s_addr);
for(i=0; i<4; i++)
{
send_msg[31-i] = num>>8*i & 0xff; //將發送端的IP地址組包
}
}
//5.獲取本地機(eth0)的MAC
if (!(ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFHWADDR, (char *) &req)))
{
for(i=0; i<6; i++)
{
//將src_mac、發送端的MAC地址組包
send_msg[22+i] = send_msg[6+i] = (unsigned char) req.ifr_hwaddr.sa_data[i];
}
}
while(1)
{
int i = 0;
int num[4] = {0};
unsigned char input_buf[1024] = "";
//6.獲取所要掃描的網段（172.20.226.0）
printf("input_dst_Network:172.20.226.0\n");
fgets(input_buf, sizeof(input_buf), stdin);
sscanf(input_buf, "%d.%d.%d.", &num[0], &num[1], &num[2]//目的IP地址
);
//7.將鍵盤輸入的信息組包
for(i=0;i<4;i++)
send_msg[38+i] = num[i];//將目的IP地址組包
//8.給1~254的IP發送ARP請求
for(i=1; i<255; i++)
{
send_msg[41] = i;
int len = sendto(sock_raw_fd, send_msg, 42, 0 , (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));
if(len == -1)
{
perror("sendto");
}
}
sleep(1);
}
return;
}
程序運行結果如下：
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