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ARP 协议（地址解析协议）属于数据链路层的协议，主要负责根据网络层地址（IP）来获取数据链路层地址（MAC）
以太网协议规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须知道目标主机的 MAC 地址。而在 TCP/IP 中，网络层只关注目标主机的 IP 地址。这就导致在以太网中使用 IP 协议时，数据链路层的以太网协议接收到的网络层 IP 协议提供的数据中，只包含目标主机的 IP 地址。于是需要 ARP 协议来完成 IP 地址到 MAC 地址的转换

这里假设一个以太网的结构图，如下图所示

在这里假设 PC1 想和 PC3 进行通信，且知道了 PC3 的 IP 地址为 192.168.1.3，但是根据网络层的 IP 无法进行通信，根据以太网的协议规定，两台主机想要进行直接通信必须知道对方的 MAC 地址

步骤如下：

1.PC1 会检查自己的 ARP 缓存表中该 IP 是否有对应的 MAC 地址，若有可以直接进行通信

2. 若无则 PC1 就会使用以太网广播包来给网络上的每一台主机发送 ARP 请求，询问 192.168.1.3 的 MAC 地址，同时 ARP 请求中也包含了 PC1 自己的 IP 地址和 MAC 地址，以太网内的所有主机都会接收到 ARP 请求，并检查是否与自己的 IP 地址相符合。如果不符合则丢弃该 ARP 请求

3.PC3 确定 ARP 请求中的 IP 与自己的 IP 相符合后，就将 ARP 请求中的 PC1 的 IP 地址与 MAC 地址添加到本地的 ARP 缓存中

4.PC3 将自己的 MAC 地址发送给 PC1

5.PC1 收到 PC3 的 ARP 相应，将 PC3 的 IP 地址和 MAC 地址都更新到本地的 ARP 缓存中

这样就可以进行直接通信了，用一个通俗点的方式来概括说明一下就是：

你（PC1）知道了网友（PC3）的网名或者是 QQ 号（IP 地址），你们打算参加一个网友见面会来面基，在这个活动上你就拿着该网名（IP 地址）去挨个询问（发送 ARP 请求）参加的网友，看看谁是你想要面基的人，不认识的人就否认你的询问，直到问道了网友（PC3），他按照自己的网名知道了自己就是你想寻找的那个人，于是他就把你的网名和名字（MAC 地址）都对应记了下来，并且告诉你了他的名字，你也记下了他的名字，更新了备注
本地 ARP 缓存表是有生存周期的，生存周期结束后，就会再重复上面的过程

当目标主机与我们共同处于一个以太网时，利用 ARP 进行主机发现是一个最好的选择，这种方式快且精准。同样的我们借助 Scapy 来编写 ARP 主机发现的脚本：

通过脚本对以太网内的每个主机都进行 ARP 请求。若主机存活，则会响应我们的 ARP 请求，否则不会响应。因为 ARP 涉及到网络层和数据链路层，因此需要用到 Scapy 中的 Ether 和 ARP
库中的 Eher 和 ARP 参数如下所示

Ether 中的 dst 代表目标 MAC 地址，src 代表源 MAC 地址。ARP 中的 op 代表消息类型，1 为 ARP 请求，2 为 ARP 响应，hwsrc 和 psrc 分别代表源 MAC 地址和源 ip 地址，hwdst 和 pdst 分别代表的是目标 MAC 地址和目标 ip 地址

导入模块

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import os
import re
import optparse
from scapy.all import *

编写本机 IP 地址和 MAC 地址获取函数，通过正则表达式来进行获取

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# 取IP地址和MAC地址函数
def HostAddress(iface):
    # os.open执行后返回执行结果
    ipData = os.popen('ifconfig' + iface)
    # 对ipData进行类型转换，再用正则进行匹配
    dataLine = ipData.readlines()
    # re.search利用正则匹配返回第一个成功匹配的结果，存在结果则为true
    # 取MAC地址
    if re.search('\w\w:\w\w:\w\w:\w\w:\w\w:\w\w', str(dataline)):
        # 取出匹配结果
        MAC = re.search('\w\w:\w\w:\w\w:\w\w:\w\w:\w\w', str(dataLine)).group(0)
    # 取ip地址
    if re.search(r'((2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)\.){3}(2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d)', str(dataLine)):
        IP = re.search(r'((2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)\.){3}(2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d)', str(dataLine)).group(0)
    # 将IP和MAC通过元组的形式返回
    addressInfo = (IP, MAC)
    return addressInfo

接着编写 ARP 探测函数，根据本机的 IP 地址和 MAC 地址信息，自动生成目标进行探测并把结果写入文件

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#ARP扫描函数
def ArpScan(iface='eth0'):
    #通过HostAddress返回的元组取出MAC地址
    mac = HostAddress(iface)[1]
    #取出本机IP地址
    ip = HostAddress(iface)[0]
    #对本机IP地址进行分隔并作为一句元素，用于生成需要扫描的IP地址
    ipSplit = ip.split('.')
    #需要扫描的IP地址列表
    ipList = []
    #根据本机IP生成IP扫描范围
    for i in range(1,255):
        ipItem = ipSplit[0] + '.' + ipSplit[1] + '.' + ipSplit[2] + '.' + str(i)
        ipList.append(ipItem)
    '''
    发送ARP包
    因为要用到OSI的二层和三层，所以要写成Rther/ARP
    因为最底层用到了二层，所以要用srp()发包
    '''
    result = srp(Ether(src=mac,dst='FF:FF:FF:FF:FF:FF')/ARP(op=1,hwsrc=mac,hwdst='00:00:00:00:00:00',pdst=ipList),iface=iface,timeout=2,verbose=False)
    #读取result中的应答包和应答包内容
    resultAns = result[0].res
    #存活主机列表
    liveHost = []
    #number 为接收到应答包的总数
    number = len(resultAns)
    print("=========================")
    print("ARP探测结果")
    print("本机ip地址："+ip)
    print("本机mac地址："+mac)
    print("=========================")
    for x in range(number):
        IP = resultAns[x][1][1].fields['psrc']
        MAC = resultAns[x][1][1].fields['hwsrc']
        liveHost.append([IP,MAC])
        print("IP:"+IP+"\n\n"+"MAC:"+MAC)
        print("============================")
    #把存活主机IP写入文件
    resultFile = open("result","w")
    for i in range(len(liveHost)):
        resultFile.write(liveHost[i][0]+"\n")
    resultFile.close()

编写 main 函数，利用 optparse 模块生成命令行参数化形式

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if __name__ == '__main__':
    parser = optparse.OptionParser('usage:python %prog -i interfaces \n\n''Example:python %prog -i eth0\n')
    #添加网卡参数
    parser.add_option('-i','--iface',dest = 'iface',default='eth0',type='string',help='interfaces name')
    (options,args) = parser.parse_args()
    ArpScan(options.iface)

提示：普通用户运行时需要 sudo，不然会出现 Operation not permitted 的提醒