CN102420748A - 防止arp报文攻击的方法和路由设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防止ARP报文攻击方法，该方法包括：DHCP Relay接收由EC发送的用于请求IP地址的DHCP DISCOVER报文，将所述DHCPDISCOVER报文发送给DHCP Server；DHCP Relay接收由DHCP Server对所述DHCP DISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCPOFFER报文；DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。本发明同时公开了一种防止ARP报文攻击的路由设备，应用本发明所述的防止ARP报文攻击的方法和路由设备，不仅能够准确地获取到网关MAC地址，而且还能够避免由ARP协议对监控网络造成的影响。

Description

防止ARP报文攻击的方法和路由设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种防止地址解析协议(ARP)报文攻击的方法和路由设备。
背景技术
IP地址是主机在网络层中的地址，如果要将网络层中数据包传送给目的主机，必须知道目的主机的MAC地址，因此必须将IP地址解析为MAC地址，ARP正是将IP地址解析为MAC地址的协议。如果发送方与目的方是同一网段，那么发送方就发送一个ARP请求报文，来请求目的MAC地址；如果发送方发送发与目的方不是同一网段，那么发送发就会发送一个ARP请求来请求网关的MAC地址。
然而，由于ARP协议设计之初没有考虑安全机制问题，因此，ARP协议是一个非常容易受攻击的协议，在当前网络技术中，网络上基于ARP协议欺骗的网络病毒和攻击行为越来越猖獗。
图1为现有部署VRRP的监控网络的组网示意图。如图1所示，监控网络中包括编码器1(EC1)、EC2等多个EC，动态主机配置协议服务器(DHCPServer)，DHCP中继(Relay)，包含了一个主(Master)路由器和多个从(Slave)路由器的VRRP备份组。其中，EC获取网关MAC的过程如下：
1、EC以广播方式发送DHCP-DISCOVER报文以请求IP地址；
2、DHCP Relay收到EC以广播方式发送的DHCP-DISCOVER报文，将报文中的giaddr字段填充为DHCP Relay的IP地址，并将报文单播转发给指定的DHCP Sever；
3、DHCP Sever接收到DHCP Relay转发来的EC的DHCP-DISCOVER报文后，根据IP地址分配的优先次序选出一个IP地址，与其他参数一起通过DHCP-OFFER报文单播发送给DHCP Relay，由DHCP Relay把该报文转发给EC；
4、EC接受第一个收到的DHCP-OFFER报文，然后以广播方式发送DHCP-REQUEST报文，该报文中包含DHCP Sever在DHCP-OFFER报文中分配的IP地址，进而由DHCP Relay转发此报文到DHCP服务器；
5、DHCP Sever收到EC发来的DHCP-REQUEST报文后，如果确认将地址分配给该EC，则返回DHCP-ACK报文；否则返回DHCP-NAK报文，表明地址不能分配给该客户端；
6、EC获取到IP地址后，发起ARP请求，请求解析网关IP地址的MAC地址；
7、VRRP中的Master接收到EC发送的ARP请求后，根据负载均衡算法使用不同路由器的虚拟MAC地址应答ARP请求，如：EC1发送ARP请求获取网关MAC地址时，Master使用自己的虚拟MAC地址应答该请求；EC2发送ARP请求获取网关MAC地址时，Master使用Slave的虚拟MAC地址应答该请求。
至此，即完成了现有部署了VRRP的监控网络中EC获取网关MAC地址的过程。然而，现有部署VRRP的监控网络中是通过ARP来获取网关MAC地址的，因此，很容易出现由ARP协议带来的网络病毒和攻击行为，对监控网络造成影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种防止ARP报文攻击的方法，不仅能够准确地获取到网关MAC地址，而且还能够避免由ARP协议对监控网络造成的影响。
本发明还提供了一种防止ARP报文攻击的路由设备，不仅能够准确地获取到网关MAC地址，而且还能够避免由ARP协议对监控网络造成的影响。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种防止地址解析协议ARP报文攻击的方法，应用于部署有虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的监控网络中，该方法包括：
动态主机配置协议中继DHCP Relay接收由编码器EC发送的用于请求IP地址的DHCP发现DISCOVER报文，将所述DHCP DISCOVER报文发送给DHCP服务器Server；
DHCP Relay接收由DHCP Server对所述DHCP DISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCP OFFER报文；
DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关接入访问控制MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
所述DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC包括：
DHCP Relay侦听VRRP备份组发送的包含该VRRP备份组里所有路由器的虚拟MAC地址的Advertisement报文，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的Advertisement报文中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
所述DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC包括：
DHCP Relay根据所述网关IP地址构造免费ARP，将所述免费ARP发送给VRRP备份组，接收VRRP备份组发送的该备份组中路由器的虚拟MAC地址，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的虚拟MAC地址中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
所述DHCP Relay通过轮询或加权的方式选取一个虚拟MAC地址。
所述DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC包括：
DHCP Relay根据所述DHCP OFFER报文中网关IP地址和为EC分配的IP地址，向具有相应网关IP地址的VRRP备份组中的主Master路由器请求网关MAC地址，接收由Master路由器发送的虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
该方法进一步包括：EC根据接收到的网关IP地址和网关MAC地址生成ARP表项。
一种防止地址解析协议ARP报文攻击的路由设备，应用于部署有虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的监控网络中，该路由设备包括：发送单元，接收单元和获取单元，其中，
所述发送单元，用于接收由编码器EC发送的用于请求IP地址的DHCP发现DISCOVER报文，将所述DHCP DISCOVER报文发送给DHCP服务器Server；
所述接收单元，用于接收由DHCP Server对所述发送单元发送的DHCPDISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCP OFFER报文；
所述获取单元，用于根据所述接收单元接收到的网关IP地址获取VRRP备份组的网关接入访问控制MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCPOFFER报文中发送给EC。
所述获取单元，用于侦听VRRP备份组发送的包含该VRRP备份组里所有路由器的虚拟MAC地址的Advertisement报文，从所述接收单元接收到的网关IP地址对应的VRRP备份组发送的Advertisement报文中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
所述获取单元，用于根据所述接收单元接收到的网关IP地址构造免费ARP，将所述免费ARP发送给VRRP备份组，接收VRRP备份组发送的该备份组中路由器的虚拟MAC地址，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的虚拟MAC地址中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCPOFFER报文中发送给EC。
所述获取单元，用于根据所述接收单元接收到的DHCP OFFER报文中网关IP地址和为EC分配的IP地址，向具有相应网关IP地址的VRRP备份组中的主Master路由器请求网关MAC地址，接收由Master路由器发送的虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
综上所述，本发明所采用的防止ARP报文攻击的方法和网络设备，是通过当DHCP Relay接收到DHCP服务器对EC发送的DHCP DISCOVER报文的回应报文DHCP OFFER报文时，向具有对应IP地址的VRRP备份组获取虚拟MAC地址，并将所述虚拟MAC地址作为网关MAC地址携带在DHCPOFFER报文中发送给EC，从而使得EC可以根据DHCP报文中的网关IP地址和网关MAC地址生成ARP表项，也就无需向网关发送ARP请求来获取网关MAC地址。因此，本发明防止ARP报文攻击的方法，不仅能够准确地获取到网关MAC地址，而且还能够避免由ARP协议对监控网络造成的影响。
附图说明
图1为现有部署VRRP的监控网络的组网示意图；
图2为本发明防止ARP报文攻击方法的工作流程图；
图3为本发明所采用的路由设备的结构示意图。
具体实施方式
为了解决本发明提出的技术问题，本发明所述方案的具体实现包括：
DHCP Relay接收由EC发送的用于请求IP地址的DHCP DISCOVER报文，将所述DHCP DISCOVER报文发送给DHCP Server；DHCP Relay接收由DHCPServer对所述DHCP DISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCP OFFER报文；DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图2为本发明防止ARP报文攻击方法的工作流程图，该方法应用于部署有VRRP备份组的监控网络中，如图2所示，该流程包括：
步骤201：DHCP Relay接收由EC发送的用于请求IP地址的DHCPDISCOVER报文，将所述DHCP DISCOVER报文发送给DHCP Server。
步骤202：DHCP Relay接收由DHCP Server对所述DHCP DISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCP OFFER报文。
步骤203：DHCP Relay根据所述DHCP OFFER报文中的网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址。
需要说明的是，在本步骤中，所述DHCP Relay根据所述DHCP OFFER报文中的网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址可包括：
DHCP Relay侦听VRRP备份组发送的包含该VRRP备份组里所有路由器的虚拟MAC地址的Advertisement报文，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的Advertisement报文中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC，
或，DHCP Relay根据所述网关IP地址构造免费ARP，将所述免费ARP发送给VRRP备份组，接收VRRP备份组发送的该备份组中路由器的虚拟MAC地址，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的虚拟MAC地址中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC，或，
DHCP Relay根据所述DHCP OFFER报文中网关IP地址和为EC分配的IP地址，向具有相应网关IP地址的VRRP备份组中的主Master路由器请求网关MAC地址，接收由Master路由器发送的虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
其中，所述DHCP Relay通过轮询或加权的方式选取一个虚拟MAC地址。下面举例说明轮询或加权的工作机制：
轮询工作机制，假设有4个备选的虚拟MAC地址分别为A、B、C、D，第一个EC请求MAC地址分配A出去，第二个EC请求MAC地址分配B出去，第三个EC请求MAC地址分配C出去，依此类推；
加权工作机制，仍然假设有4个备选的虚拟MAC地址分别为A、B、C、D，他们的权重分别为2、1、1、1，第一个EC请求MAC地址分配A出去，第二个EC请求MAC地址还是分配A出去，第三个EC请求MAC地址分配B出去，第四个EC请求MAC地址分配C出去，依次以此类推，也即按照2∶1∶1∶1的比例进行分配。
步骤204：DHCP Relay将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
需要说明的是，所述获取到的MAC地址被添加到DHCP OFFER报文中的保留字段中，从而通过DHCP OFFER报文发送给EC。
当所述EC接收到DHCP OFFER报文时，EC就能够根据接收到的DHCPOFFER报文中的网关IP地址和网关MAC地址生成ARP表项，也就无需EC再发送ARP请求获取网关MAC地址，也就避免了ARP攻击行为。
至此，即完成了本发明防止ARP报文攻击方法的整个工作流程。
基于上述方法，图3给出了本发明所采用的路由设备的结构示意图。如图3所示，该路由设备应用于部署有VRRP备份组的监控网络中，包括发送单元31，接收单元32和获取单元33，其中，
所述发送单元31，用于接收由EC发送的用于请求IP地址的DHCPDISCOVER报文，将所述DHCP DISCOVER报文发送给DHCP Server；
所述接收单元32，用于接收由DHCP Server对所述发送单元31发送的DHCPDISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCP OFFER报文；
所述获取单元33，用于根据所述接收单元32接收到的网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
进一步地，所述获取单元，用于侦听VRRP备份组发送的包含该VRRP备份组里所有路由器的虚拟MAC地址的Advertisement报文，从所述接收单元32接收到的网关IP地址对应的VRRP备份组发送的Advertisement报文中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC，
或，所述获取单元，用于根据所述接收单元32接收到的网关IP地址构造免费ARP，将所述免费ARP发送给VRRP备份组，接收VRRP备份组发送的该备份组中路由器的虚拟MAC地址，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的虚拟MAC地址中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC，
或，所述获取单元，用于根据所述接收单元32接收到的DHCP OFFER报文中网关IP地址和为EC分配的IP地址，向具有相应网关IP地址的VRRP备份组中的主Master路由器请求网关MAC地址，接收由Master路由器发送的虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
至此，即得到了本发明所采用的路由设备。图3所述路由设备的具体工作流程可参见图2，这里不再赘述。
总之，本发明所采用的防止ARP报文攻击的方法和网络设备，当DHCPRelay接收到DHCP服务器对EC发送的DHCP DISCOVER报文的回应报文DHCP OFFER报文时，向具有对应IP地址的VRRP备份组获取虚拟MAC地址，并将所述虚拟MAC地址作为网关MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC，从而使得EC可以根据DHCP报文中的网关IP地址和网关MAC地址生成ARP表项，也就无需向网关发送ARP请求来获取网关MAC地址。因此，本发明防止ARP报文攻击的方法，不仅能够准确地获取到网关MAC地址，而且还能够避免由ARP协议对监控网络造成的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种防止地址解析协议ARP报文攻击的方法，应用于部署有虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的监控网络中，其特征在于，该方法包括：
动态主机配置协议中继DHCP Relay接收由编码器EC发送的用于请求IP地址的DHCP发现DISCOVER报文，将所述DHCP DISCOVER报文发送给DHCP服务器Server；
DHCP Relay接收由DHCP Server对所述DHCP DISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCP OFFER报文；
DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关接入访问控制MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC包括：
DHCP Relay侦听VRRP备份组发送的包含该VRRP备份组里所有路由器的虚拟MAC地址的Advertisement报文，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的Advertisement报文中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC包括：
DHCP Relay根据所述网关IP地址构造免费ARP，将所述免费ARP发送给VRRP备份组，接收VRRP备份组发送的该备份组中路由器的虚拟MAC地址，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的虚拟MAC地址中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述DHCP Relay通过轮询或加权的方式选取一个虚拟MAC地址。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DHCP Relay根据所述网关IP地址获取VRRP备份组的网关MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC包括：
DHCP Relay根据所述DHCP OFFER报文中网关IP地址和为EC分配的IP地址，向具有相应网关IP地址的VRRP备份组中的主Master路由器请求网关MAC地址，接收由Master路由器发送的虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：EC根据接收到的网关IP地址和网关MAC地址生成ARP表项。
7.一种防止地址解析协议ARP报文攻击的路由设备，应用于部署有虚拟路由器冗余协议VRRP备份组的监控网络中，其特征在于，该路由设备包括：发送单元，接收单元和获取单元，其中，
所述发送单元，用于接收由编码器EC发送的用于请求IP地址的DHCP发现DISCOVER报文，将所述DHCP DISCOVER报文发送给DHCP服务器Server；
所述接收单元，用于接收由DHCP Server对所述发送单元发送的DHCPDISCOVER报文回应的包含为EC分配的IP地址和网关IP地址的DHCP OFFER报文；
所述获取单元，用于根据所述接收单元接收到的网关IP地址获取VRRP备份组的网关接入访问控制MAC地址，将所述获取到的MAC地址携带在DHCPOFFER报文中发送给EC。
8.根据权利要求7所述的路由设备，其特征在于，
所述获取单元，用于侦听VRRP备份组发送的包含该VRRP备份组里所有路由器的虚拟MAC地址的Advertisement报文，从所述接收单元接收到的网关IP地址对应的VRRP备份组发送的Advertisement报文中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
9.根据权利要求7所述的路由设备，其特征在于，
所述获取单元，用于根据所述接收单元接收到的网关IP地址构造免费ARP，将所述免费ARP发送给VRRP备份组，接收VRRP备份组发送的该备份组中路由器的虚拟MAC地址，从所述网关IP地址对应的VRRP备份组发送的虚拟MAC地址中选取一个虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCPOFFER报文中发送给EC。
10.根据权利要求7所述的路由设备，其特征在于，
所述获取单元，用于根据所述接收单元接收到的DHCP OFFER报文中网关IP地址和为EC分配的IP地址，向具有相应网关IP地址的VRRP备份组中的主Master路由器请求网关MAC地址，接收由Master路由器发送的虚拟MAC地址，将所述虚拟MAC地址携带在DHCP OFFER报文中发送给EC。
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