IP地址沖突是指在局域網(wǎng)中某主機(jī)配置了與其他主機(jī)相同的IP地址導(dǎo)致原主機(jī)無(wú)法正常處理業(yè)務(wù)，這種信息故障事件對(duì)于實(shí)時(shí)交易業(yè)務(wù)尤其是金融行業(yè)業(yè)務(wù)會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重影響，快速檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中IP地址沖突并定位至關(guān)重要 。下文將分析不同IP地址沖突場(chǎng)景，整理傳統(tǒng)日志監(jiān)控方式以及研究?jī)煞N報(bào)文采集定位方法，旨在實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)定位，提高運(yùn)維效率 。
數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)與IP地址沖突過(guò)程測(cè)試ARP地址解析是主機(jī)發(fā)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)層IP地址到鏈路層MAC地址之間映射關(guān)系的過(guò)程 。地址解析協(xié)議ARP運(yùn)行的關(guān)鍵是維護(hù)每個(gè)主機(jī)和路由器上記錄了IP地址與MAC地址映射關(guān)系的ARP高速緩存表 。下圖中當(dāng)主機(jī)B需要給主機(jī)C發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，B只知道C的IP地址，通過(guò)查詢主機(jī)B的ARP高速緩存表未找到IP對(duì)應(yīng)的MAC地址，導(dǎo)致主機(jī)B的數(shù)據(jù)連路層無(wú)法封裝MAC幀，無(wú)法給主機(jī)C發(fā)送數(shù)據(jù)包 。
圖1 主機(jī)B通過(guò)ARP高速緩存表查找主機(jī)C的MAC地址
為獲取主機(jī)C的MAC地址以便于給主機(jī)C發(fā)送報(bào)文，主機(jī)B需要廣播一條ARP請(qǐng)求報(bào)文，來(lái)請(qǐng)求目的IP地址的MAC地址 。主機(jī)C在接收到B的廣播幀之后，首先將B的IP與MAC映射關(guān)系記錄到其ARP高速緩存表中，隨后發(fā)送ARP響應(yīng)告知自己的MAC地址 。
圖2 主機(jī)B廣播ARP請(qǐng)求報(bào)文
主機(jī)B在接收到C的ARP響應(yīng)后將MAC地址記錄在自己的ARP高速緩存表中，隨后就可以封裝MAC幀給主機(jī)C發(fā)送數(shù)據(jù)包，其他主機(jī)接收到之后不予理會(huì) 。
【??IP地址沖突檢測(cè)方法研究與實(shí)踐 怎么查ip地址是否沖突】圖3 主機(jī)C發(fā)送ARP響應(yīng)報(bào)文
地址解析協(xié)議ARP還有另外一個(gè)功能免費(fèi)ARP，此功能的主要作用是為了檢測(cè)IP地址沖突 。免費(fèi)ARP是一種特殊的ARP請(qǐng)求，當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，發(fā)送一個(gè)免費(fèi)ARP請(qǐng)求，請(qǐng)求自己的IP地址的MAC地址 。
圖4 免費(fèi)ARP請(qǐng)求報(bào)文
免費(fèi)ARP請(qǐng)求通常有兩個(gè)目的，第一個(gè)目的是當(dāng)IP地址更改了對(duì)應(yīng)的MAC地址時(shí)通過(guò)該ARP請(qǐng)求告知局域網(wǎng)內(nèi)其他主機(jī)更新ARP高速緩存表 。第二個(gè)目的則是確定局域網(wǎng)中是否有主機(jī)配置了與自己相同的IP地址 。對(duì)于第二個(gè)目的來(lái)說(shuō)，主機(jī)并不希望收到此請(qǐng)求的響應(yīng)，因?yàn)橐坏┦盏巾憫?yīng)就證明有另一臺(tái)主機(jī)也配置了相同的IP地址，網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生了IP地址沖突 。
圖5 免費(fèi)ARP響應(yīng)報(bào)文
基于免費(fèi)ARP報(bào)文可以檢測(cè)是否存在IP地址沖突 。為測(cè)試不同操作系統(tǒng)在IP地址沖突時(shí)ARP交互情況，我們搭建如下測(cè)試環(huán)境，通過(guò)更改主機(jī)的IP地址配置來(lái)模擬IP地址沖突 。
圖6 ARP交互實(shí)驗(yàn)環(huán)境示意圖
下文以測(cè)試Linux系統(tǒng)下IP地址沖突時(shí)ARP交互情況實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)如下 。
1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程
（1）使用Linux B（192.168.198.130）長(zhǎng)ping Linux C（192.168.198.131），同時(shí)Linux C 長(zhǎng)ping Linux B來(lái)模擬B主機(jī)與C主機(jī)之間正常的網(wǎng)絡(luò)通訊 。
圖7 B主機(jī)與C主機(jī)互相發(fā)送ping包模擬網(wǎng)絡(luò)通訊
（2）將Linux A（192.168.198.129）的IP地址修改為192.168.198.130，以此模擬Linux A主動(dòng)制造了與Linux B的IP地址沖突 。
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