解決局域網(wǎng)中IP盜用問題的三種技術手段
局域網(wǎng)上若有兩臺主機IP地址相同，則兩臺主機相互報警，造成應用混亂。因此，IP地址盜用成了網(wǎng)管員最頭疼的問題。當幾百臺、甚至上千臺主機同時上網(wǎng)，如何控制IP地址盜用?
引入問題
對于集團用戶而言，多數(shù)都用專線方式接入互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡管理部門在規(guī)劃的網(wǎng)段中，為注冊用戶分配并制定了相應的網(wǎng)絡IP地址資源，以保證通信數(shù)據(jù)的正常傳輸。這里，靜態(tài)的IP地址是必不可少的配置項目之一，它享有“網(wǎng)絡通信身份證的特權。網(wǎng)絡管理員在配置IP地址資源時，對其正確性有特殊的要求，表現(xiàn)在下面兩個方面：分配的地址應在規(guī)劃的子網(wǎng)網(wǎng)段范圍內(nèi);分配的IP地址對任何聯(lián)網(wǎng)的主機必須是惟一的，即無二義性。
在實際中，網(wǎng)絡管理員為入網(wǎng)用戶分配和提供的IP地址，只有通過客戶進行正確地注冊后才有效。 這為終端用戶直接接觸IP地址提供了一條途徑。由于終端用戶的介入，入網(wǎng)用戶有可能自由修改IP地址。改動后的IP地址在聯(lián)網(wǎng)運行時可導致三種結果：1.非法的IP地址，自行修改的IP地址不在規(guī)劃的網(wǎng)段內(nèi)，網(wǎng)絡呼叫中斷;2.重復的IP地址，與已經(jīng)分配且正在聯(lián)網(wǎng)運行的合法的IP地址發(fā)生資源沖突，無法鏈接;3.非法占用已分配的資源，盜用其它注冊用戶的合法IP地址(且注冊該IP地址的機器未通電運行)聯(lián)網(wǎng)通訊。前兩種情況可被網(wǎng)絡系統(tǒng)自行識別而屏蔽，導致運行中斷，第三種情況操作系統(tǒng)則不能有效判別。如果系統(tǒng)管理員未采取防范措施，第三種情況將涉及到注冊用戶的合法權益，危害很大。
工作原理
TCP/IP協(xié)議模型由四層結構組成。其中的網(wǎng)絡接口層位于網(wǎng)絡層與物理層之間，由NIC和設備驅(qū)動程序組成。該層上的數(shù)據(jù)可以通過單一而特定的網(wǎng)絡被發(fā)送和接受。這種單一性和特定性由NIC的物理地址MAC決定。每個Ethernet NIC廠家的MAC都必須嚴格遵守IEEE組織的規(guī)定，保證世界上任何NIC的MAC都是惟一而無二義性的。因此，MAC固化在每個NIC中，且只被授予訪問權限。
在Ethernet中，MAC地址存在于每個Ethernet包的頭部，Ethernet交換設備依據(jù)Ethernet包頭中的MAC源地址和MAC的目的地址實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的交換和傳輸。
網(wǎng)絡層在把高層協(xié)議中的網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換成Ethernet、FDDI、Token Ring等協(xié)議使用的地址時，需要將IP地址映射到物理接口，以實現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點間的通訊。為實現(xiàn)這種映射，TCP/IP協(xié)議族在網(wǎng)絡接口層中提供地址解析協(xié)議(ARP)，實現(xiàn)將IP地址轉(zhuǎn)換成硬件地址。在網(wǎng)絡通信時，提出硬件地址解析請求的機器會發(fā)送廣播報文給本網(wǎng)中其它聯(lián)網(wǎng)的機器，其中與目標IP地址匹配的機器，會響應地址解析請求，將其硬件地址返回給源機器。而網(wǎng)絡中的其它機器則不響應此請求，但它們監(jiān)聽這些請求數(shù)據(jù)包，并將源機器的IP地址及硬件地址記錄存入。值得注意的是：ARP的運行機制具有動態(tài)的特點，當IP地址和硬件地址隨時間的推移發(fā)生變化時，能及時地提供修正。
實際中，用戶因某種原因有改動客戶端的IP地址和更換網(wǎng)絡適配器的可能性。這種改動有時具有隨意性，尤其當這種改動不在網(wǎng)絡管理員的監(jiān)控之內(nèi)時，將直接影響網(wǎng)絡IP地址的管理、通信流量的計算等網(wǎng)絡資源環(huán)境的安全運行。為了有效地防止和杜絕這類問題的發(fā)生，保證IP地址的惟一性，網(wǎng)絡管理員必須建立規(guī)范的IP地址分配表、IP地址和硬件地址(MAC)登記表，并且做到完備備案。
解決途徑
可以通過下面三種方法制定相應的IP地址管理措施和對策，來監(jiān)測和防止IP地址的隨意改動問題，提高網(wǎng)絡管理的科學性和安全性。
方法1：利用UNIX、Windows系統(tǒng)提供的ARP功能，定時收集信息，定向輸出存入數(shù)據(jù)庫或文檔文件，形成實時的IP地址與網(wǎng)卡硬件地址的對應表。并結合編寫查詢程序?qū)崿F(xiàn)與歷史紀錄自動排查，確定問題的發(fā)生點及原因。
方法2：利用網(wǎng)絡交換設備的網(wǎng)絡管理功能，完善檢測手段，提高網(wǎng)絡故障的清查能力。目前有許多種網(wǎng)絡交換機內(nèi)置網(wǎng)絡管理功能。如3Com SUPERSTACK II系列交換機，具備尋找IP地址設置沖突對應交換機端口的功能，可以迅速準確地定位和查找故障主機點。
方法3：根據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)Internet的IP地址管理是通過IP地址分配和路由器的配置來實現(xiàn)的原理，可以通過設置靜態(tài)路由表，完成IP地址和硬件地址的嚴格對應，保證已分配IP地址的完全惟一性。
三種方法比較
方法1 無需借助額外的網(wǎng)絡設備，檢測結果需人工判讀，對非沖突、非分配IP地址的故障處理具有一定的滯后性。
方法2 監(jiān)測效果快速準確。需要具有網(wǎng)絡管理功能的交換設備，交換機自動跟蹤IP沖突地址，監(jiān)測沖突需要人工完成。對非沖突、非分配IP地址的故障處理具有一定的滯后性。
方法3 對接入Internet的IP地址管理效果明顯。它能自動鎖定任何非法IP地址的路由出口，使之僅能訪問內(nèi)部IP地址，運行于局域網(wǎng)內(nèi)，并對非沖突、非分配IP地址的故障處理具有實時性。它還有效制止了非法IP地址用戶的訪問空間，保證了注冊用戶的合法權益，也給系統(tǒng)維護提供了更多的便利。
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