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檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP

生活知道生活百科

概述
在日常工作中，我們會(huì)經(jīng)常遇到IP沖突問題，尤其在使用靜態(tài)IP的小型網(wǎng)絡(luò)中，更是常見 。究其原因，是因?yàn)槿说乃季S在某些場景中是類似的，總有人也想要和你使用一樣的IP 。解決IP地址沖突需要專業(yè)設(shè)備和特殊配置 ， 大部分時(shí)候我們都沒有這樣的條件，所以遇到IP地址沖突時(shí)，我們基本上都會(huì)在辦公室吼上一嗓子：“誰用192.168.1.xx這個(gè)地址，我正在用呢！” 。要是有回應(yīng)還好，要是沒回應(yīng)，基本你只能換個(gè)地址了，IP地址沖突問題很難排查 。

檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP

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IP地址沖突
如何解決IP地址沖突 ， 我們今天不做介紹，留在后續(xù)的文章里詳述 。咱們今天來看看PC是如何檢測IP地址沖突的，了解其原理 ， 會(huì)對我們以后的工作有幫助 。
那PC是如何檢測IP地址沖突的呢？這就涉及到一種特殊ARP：免費(fèi)ARP，我們需要了解其工作原理 。
免費(fèi)ARP工作原理
免費(fèi)ARP，英文名稱是Gratuitous ARP，聽起來有點(diǎn)奇怪 ， 讓人忍不住想：難道ARP還有收費(fèi)的嗎？其實(shí)是沒有的，Gratuitous翻譯為免費(fèi)不太準(zhǔn)確，其更好的說法應(yīng)該是：PC在沒有人詢問的情況下，自問自答 。
聽起來還是有點(diǎn)不好理解 ， 不過我們先看看正常ARP和免費(fèi)ARP的工作流程，看過以后，就會(huì)明白了！
正常ARP工作流程
關(guān)于正常的ARP工作流程，相信大部分人都有所了解，我們用下面的例子做簡單的描述：
檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP

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正常ARP工作原理
假設(shè)3臺(tái)PC都在一個(gè)VLAN里，并且它們都配置相同的網(wǎng)段，PC1想要訪問PC2，必須先要獲取到PC2的MAC地址：
PC1首先會(huì)發(fā)送ARP Request來請求PC2的MAC地址：“who has 10.1.1.2, tell 10.1.1.1”；PC2收到以后 ， 就會(huì)發(fā)送ARP Reply：“10.1.1.2 is at 00-00-00-22-22-22”；PC1收到這個(gè)Reply，會(huì)記錄在自己的ARP表項(xiàng)中，以后向PC2發(fā)送的所有數(shù)據(jù)，目的MAC地址都會(huì)使用這個(gè)值進(jìn)行填充 。
這就是正常的ARP工作原理，是不是很熟悉呢？我們再來看看免費(fèi)ARP的工作原理 。
免費(fèi)ARP工作原理
免費(fèi)ARP是何時(shí)發(fā)送的呢？大部分都是在PC想要使用某個(gè)IP地址的時(shí)候 。不論是手工配置還是通過DHCP獲取IP，PC在正式使用IP地址之前 ， 都會(huì)發(fā)送免費(fèi)ARP，以確認(rèn)這個(gè)IP是可用的 。
我們還是以一個(gè)例子來闡述：
檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP

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免費(fèi)ARP
假設(shè)3臺(tái)PC都在一個(gè)VLAN里，PC2已經(jīng)配置10.1.1.1/24這個(gè)地址，由于某種原因，PC1也想使用10.1.1.1/24這個(gè)地址：
【檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP】在PC1配置10.1.1.1/24時(shí) ， 就會(huì)發(fā)送一個(gè)特殊的ARP Request報(bào)文 ， 請求自己的MAC地址：“who has 10.1.1.1, tell 10.1.1.1”；如果PC1沒有收到任何的ARP Reply，則說明網(wǎng)絡(luò)中沒有人使用10.1.1.1這個(gè)地址，PC1可以正常使用；但是如果PC1收到ARP Reply，例如這個(gè)例子中，PC2會(huì)給PC1回復(fù)ARP Reply，則表明在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，已經(jīng)有人使用這個(gè)地址，有地址沖突了，PC1需要換別的地址 。
是不是也覺得不復(fù)雜呢？上面的描述 ， 用一句話概括就是：免費(fèi)ARP收到回復(fù)就表明有沖突，沒有收到回復(fù)就可以正常使用 。
看到這里會(huì)不會(huì)有點(diǎn)疑問，免費(fèi)ARP和正常的ARP如何區(qū)別呢？什么樣的ARP才能被稱為免費(fèi)ARP呢？我們來看下面的內(nèi)容 。
如何區(qū)分免費(fèi)ARP和正常ARP？
其實(shí)想要區(qū)分免費(fèi)ARP和正常ARP，只需要看它們的報(bào)文內(nèi)容就可以了，如下圖：正常的ARP報(bào)文，發(fā)送者IP和目標(biāo)IP是不一樣的，目標(biāo)IP填寫是目的PC的IP地址；
檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP

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正常ARP報(bào)文
而免費(fèi)ARP，其發(fā)送者IP和目標(biāo)IP是一樣的，目標(biāo)IP填寫的也是發(fā)送者的IP，如下圖所示：
檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP

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免費(fèi)ARP報(bào)文
是不是一目了然了？在實(shí)際工作中，如果我們抓取到發(fā)送者IP和目標(biāo)IP相同的ARP報(bào)文，就可以斷定這個(gè)ARP就是免費(fèi)ARP報(bào)文 。
IP地址沖突
理解免費(fèi)ARP工作原理以后，再看PC如何檢測IP地址就非常容易了 。
PC檢測IP沖突就是使用免費(fèi)ARP來進(jìn)行的：
當(dāng)PC發(fā)送免費(fèi)ARP，如果收到回復(fù)，就會(huì)立刻上報(bào)PC上層模塊，告訴操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中有地址沖突，這個(gè)IP地址不能使用；PC操作系統(tǒng)也會(huì)在界面上給出如下圖類似的提示：
檢測IP地址沖突的幕后英雄：免費(fèi)ARP

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PC提醒IP地址沖突
這就是IP地址的沖突檢測機(jī)制 。
總結(jié)
最后我們再總結(jié)一下IP地址沖突檢測的工作原理：PC使用IP地址之前 ， 會(huì)先發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文：
如果收到回復(fù) ， 則說明有地址沖突 ， 這個(gè)IP不能使用；如果沒有收到回復(fù) ， 則說明網(wǎng)絡(luò)中沒有PC使用這個(gè)IP地址 ， 可以正常使用
如果您還是對IP地址的沖突檢測機(jī)制有疑問 ， 歡迎留言討論！也非常高興您關(guān)注我的頭條號(hào)，一起討論網(wǎng)絡(luò)問題，謝謝！