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关于静态路由和ARP协议冲突的分析

2015年11月24日 站长资讯 暂无评论

静态路由协议:协议冲突（静态路由协议、arp协议）

一、案例研究

实验拓扑中，R3模拟服务器，网桥连接R1、R2。因为网桥还有其他的连接，负责的流量十分大。而又R1传送的数据有十分重要，所以，网络管理员便在R1上专门配置了一条主机路由，只向R2的Fa0/0口发送数据。

二、实验拓扑

拓扑中连接网桥的是12.1.1.0/24网段，R1、R2之间直接连接的是21.1.1.0/24网段。

三、实验配置

  1. R1：  
  2. no ip domain lookup//关闭域名解析  
  3. interface FastEthernet0/0  
  4. ip address 12.1.1.1 255.255.255.0//为Fa0/0口配置IP地址  
  5. interface FastEthernet0/1  
  6. ip address 21.1.1.1 255.255.255.0//为Fa0/1口配置IP地址  
  7. ip route 12.1.1.3 255.255.255.255 21.1.1.2//配置主机路由  
  8. line con 0  
  9. exec-timeout 0 0//防止超时登出  
  10. logging synchronous//防止日志解析打断命令行  
  11. R2：  
  12. no ip domain lookup  
  13. interface FastEthernet0/0  
  14. ip address 12.1.1.2 255.255.255.0  
  15. http://www.xiaoxiongboke.com  
  16. interface FastEthernet0/1  
  17. ip address 21.1.1.2 255.255.255.0  
  18. interface Ethernet1/0  
  19. ip address 23.1.1.2 255.255.255.0  
  20. line con 0  
  21. exec-timeout 0 0  
  22. logging synchronous  
  23. R3：  
  24. no ip domain lookup  
  25. interface FastEthernet0/0  
  26.   
  27. ip address 12.1.1.3 255.255.255.0  
  28. ip route 12.1.1.1 255.255.255.255 12.1.1.2//配置去往12.1.1.2主机的路由条目  
  29. line con 0  
  30. exec-timeout 0 0  
  31. logging synchronous  

此时，我们来查看R1上的路由表：

  1. Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP  
  2. D- EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area   
  3. N1- OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2  
  4. E1- OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2  
  5. i- IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2  
  6. ia- IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route  
  7. o- ODR, P - periodic downloaded static route  
  8. Gateway of last resort is not set  
  9. 21.0.0.0/24is subnetted, 1 subnets  
  10. C21.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/1  
  11. 12.0.0.0/8is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks  
  12. C12.1.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0  
  13. S12.1.1.3/32 [1/0] via 21.1.1.2  

注意红色加粗的下划线字体，路由器会发现静态路由精确匹配到了32位，并且与直连12.1.1.0/24网段位于同一网段，所以，路由器选择从Fa0/1发送数据。按照我们学习的只是，数据包是可以到达R3，但是事实并非如此，我们在R1上测试：

  1. R1(config)#do ping 12.1.1.3  
  2. Type escape sequence to abort.  
  3. Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.1.1.3, timeout is 2 seconds:  
  4. .....  
  5. Success rate is 0 percent (0/5)  

从红色字体中可以看出，没有一个数据包传送出去之后并没有收到回复信息。利用trace命令，来对R1发送的数据包进行追踪。

我们可以发现，数据包一直在12.1.1.1和21.1.1.2之间记性传送，发生了类似环路的现象。但问题具体出在哪里，就需要去了解数据链路层的工作机制。

当R2接收到从R1的Fa0/1口过来的数据包时，R2发现目的网络是自己的直连网段。R2第一个包发送ARP请求，因为是连在网桥上的，R1也会接收到请求包。R1发现请求主机ip地址存在自己的路由条目中，就发送了一个ARP应答（代理ARP）。由于网桥的延时，R1发送的ARP应答比R3回复的ARP应答要迟，后到的ARP应答就覆盖了原先ARP表中的条目。这里来解释一下代理ARP，当网络中的主机收到ARP请求时，发现自身身后的链路网段中包含有该ARP请求的ip地址，就会伪装成请求的ip地址主机回复请求包。此时，R2得到了一条ARP映射，ip地址为R3的Fa0/0接口ip地址，但是MAC对应的确是R1的Fa0/0接口的MAC地址。此时，得到ARP应答的R2就会将该条信息放入ARP表中，以后通往12.1.1.3的所有数据，都通过映射发向了R1的Fa0/0口。

我们来查看R2的ARP表：

从截图中我们可以发现，在R2的ARP表中，12.1.1.3（即R3的Fa0/0）的MAC地址为cc0a：066c：0000（冒号分十六进制）。

我们再到R3中查看Fa0/0接口的MAC地址：

从截图中我们发现，R3的Fa0/0接口MAC地址为cc0c：066C：0000。

再来看R1中的MAC地址表：

从R1的ARP表中看到，cc0a：066c：0000是ip地址为12.1.1.1接口的MAC地址。我们再来查看该接口的MAC地址：

显然，cc0a：066c：0000这个MAC地址是R1Fa0/0接口的MAC地址。

思考:

既然问题已经查明，那应该怎样解决。管理员的想法并没有错，因为网络中的流量分布，需要通过分流部署，来减轻网桥的负担。同时，这样的网络部署，可以保护重要数据的安全可靠。问题出在协议的冲突上，在R1上同时使用静态路由和代理ARP导致了问题的发生，所以，可以通过关闭R1上的代理ARP，便可以解决问题。

R1：

在R1的Fa0/0接口下关闭ARP代理，此时，我们再来ping 12.1.1.3：

我们发现，还是没有成功通信。在ARP表中，ARP条目一旦存在，都有其一定的存活时间，这个时候，如果不对ARP表进行清理，它就会一直存在。我们到R2上进行ARP表的清理

R2：

清理完成以后，我们可以发现失去了12.1.1.3的ARP映射，此时我们再到R1上进行测试

R1：

第一个包丢失是因为在进行ARP请求广播，R1的Fa0/0不做应答，所以在R2上存在的映射就是R3发给R2的正确应答。通信成功。至此，试验成功，问题解决。

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