RP和DNS均用于地址解析,但ARP在网络层将IP转为MAC地址,限局域网;DNS在应用层把域名解析为IP,服务范围更广
ARP和DNS提供服务的异同
相同点
(一)地址解析功能
- ARP:在局域网中,实现从IP地址到MAC地址的解析,当主机A想要与同一局域网内的主机B通信时,主机A通过ARP协议获取主机B的MAC地址,以便在数据链路层进行数据传输。
- DNS:在整个互联网范围内,将易于人类记忆的域名解析为对应的IP地址,当用户在浏览器中输入“www.baidu.com”时,DNS负责将其解析为百度服务器的IP地址,使得用户能够访问到百度的网站。
(二)缓存机制
- ARP:每台主机都有一个ARP缓存表,用于存储最近解析过的IP地址与MAC地址的映射关系,当再次需要向同一目标IP地址发送数据时,主机会先查看ARP缓存表,如果存在对应的MAC地址,则直接使用,避免了重复的ARP请求,减少了网络开销。
- DNS:DNS服务器和客户端都具备缓存功能,DNS服务器会缓存已经解析过的域名与IP地址的映射关系,当再次收到相同的域名解析请求时,可以直接从缓存中返回结果,提高解析效率,客户端(如浏览器)也会缓存最近访问过的域名解析结果,减少对DNS服务器的查询次数。
(三)动态更新特性
- ARP:当局域网中的主机更换了网卡或者IP地址发生变化时,会通过发送免费ARP报文来更新其他主机的ARP缓存表,确保其他主机能够获取到最新的MAC地址与IP地址的映射关系。
- DNS:当域名对应的IP地址发生变化时(例如服务器迁移到新的IP地址),DNS服务器可以通过更新记录来反映这种变化,DNS的TTL(生存时间)机制也允许在一定时间后自动更新缓存中的解析结果,以保证解析的准确性。
不同点
(一)工作层次
- ARP:工作在网络层与数据链路层之间,主要解决的是局域网内IP地址到MAC地址的转换问题,属于网络接口层的相关协议,它不涉及传输层的协议,直接封装在以太网帧中进行传输。
- DNS:工作在应用层,作为一个分布式的数据库系统,为应用程序提供域名解析服务,它基于UDP/TCP协议进行通信,默认使用UDP 53端口接收查询请求。
(二)作用范围
- ARP:仅限于局域网内部,只能在同一个物理网段内的主机之间进行IP地址到MAC地址的解析,因为ARP协议依赖于广播机制来获取目标主机的MAC地址,而广播只能在局域网内传播。
- DNS:作用于整个互联网,无论域名对应的服务器位于世界的哪个角落,只要连接到互联网,都可以通过DNS进行域名解析,它可以跨越不同的网络、子网,为全球范围内的用户提供域名解析服务。
(三)解析方式
- ARP:通常采用广播的方式发送ARP请求,目标MAC地址为FF FF FF FF FF FF,即向局域网内的所有主机发送请求,收到请求的主机检查自己的IP地址是否与请求中的IP地址匹配,如果匹配则发送单播的ARP响应,将自己的MAC地址告知请求方。
- DNS:采用递归或迭代的方式进行域名解析,在递归解析中,本地DNS服务器代表客户端向其他DNS服务器依次查询,直到获取到最终的解析结果,然后将结果返回给客户端,迭代解析则是由客户端依次向根域名服务器、顶级域名服务器和权威域名服务器发送查询请求,逐步获取解析结果。
(四)安全性
- ARP:相对安全性较低,容易受到ARP欺骗攻击,攻击者可以伪造ARP响应报文,将自己的MAC地址与某个IP地址绑定,从而截获其他主机发送给该IP地址的数据,或者篡改数据传输。
- DNS:虽然也存在一些安全风险,如DNS劫持、DNS污染等,但通过一些安全措施可以提高其安全性,使用加密的DNS(如DoH、DoT)、DNSSEC等技术可以验证解析结果的真实性和完整性,防止数据被篡改。
相关表格
对比维度 | ARP | DNS |
---|---|---|
工作层次 | 网络层与数据链路层之间 | 应用层 |
协议类型 | 无传输层协议(直接封装在以太网帧中) | 基于UDP/TCP(默认UDP 53端口) |
解析目标 | IP→MAC地址 | 域名→IP地址 |
作用范围 | 局域网内 | 整个互联网 |
报文类型 | 广播/单播 | 单播 |
缓存位置 | 主机本地ARP缓存表 | DNS服务器和客户端缓存 |
安全性 | 相对低,易受ARP欺骗攻击 | 存在风险,可通过安全措施提升(如DoH、DoT、DNSSEC) |
相关问题与解答
(一)问题1:为什么ARP只能作用于局域网,而DNS可以作用于整个互联网?
- 解答:ARP协议依赖于广播机制来获取目标主机的MAC地址,而广播只能在局域网内传播,无法跨越路由器在不同的网络之间传递,所以ARP只能在局域网内部进行IP地址到MAC地址的解析,而DNS是一个分布式的数据库系统,通过分层的域名服务器结构(包括根域名服务器、顶级域名服务器和权威域名服务器等),利用单播的方式进行查询和响应,可以在全球范围内进行域名解析,不受局域网限制。
(二)问题2:如何防范ARP欺骗攻击和DNS劫持攻击?
- 解答:
- 防范ARP欺骗攻击:可以采用静态绑定IP MAC地址的方式,在主机上手动指定已知合法设备的IP地址与MAC地址的映射关系,这样即使收到伪造的ARP报文,主机也不会更新对应的缓存,使用ARP防火墙(如一些安全软件提供的局域网防护功能)可以检测和拦截可疑的ARP报文,启用交换机端口安全功能,限制MAC地址学习数量,也能在一定程度上防止ARP欺骗攻击。
- 防范DNS劫持攻击:使用加密的DNS协议,如DoH(DNS over HTTPS)或DoT(DNS over TLS),可以对DNS查询和响应进行加密,防止数据在传输过程中被篡改,还可以更换公共DNS服务器,选择一些安全可靠的DNS服务提供商(如Google的8.8.8.8、阿里云的223.5.5.5等),这些服务器通常具有更好的安全防护措施,部署DNSSEC(域名系统安全扩展)可以对DNS数据进行数字签名,验证解析结果的真实性和完整性,有效防止DNS劫持