如何根据IP地址获得ARP表中适配器的索引

2020-07-17 04:26:41 2.1k 阅读 AI 写同款 · GEO 优化AI 选题数据监测一键分发 ›

网络协议从入门到底层原理学习（二）—— Mac地址/IP地址设备在转发报文时，根据报文的目的MAC地址查询MAC地址表，如果MAC地址表中包含与报文目的MAC地址对应的表项，则直接通过该表项中的出接口转发该报文；如图中，PC1发往PC3的报文，在到达交换机Switch时，根据报文中的目的MAC地址MAC3和VLAN10查询交换机的MAC地址表，获取出接口Port3，然后报文直接从接口Port3转发到PC3，完成数据的转发。组播MAC地址：除广播地址外，第8bit为1的MAC地址为组播MAC地址（例如01-00-00-00-00-00），用来代表LAN上的一组终端。阅读详情

如何根据IP地址获得ARP表中适配器的索引呢？
使用C#语言
如图，我通过arp -a命令可以得到arp表
我希望可以通过192.168.1.122然后得到返回值为0x6的的函数或者通过192.168.1.3得到0x7的返回值。

...全文

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不愧是刘总

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X-i-n 2020-07-18

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这个代码可以实现接口IP192.168.1.3 => 查对应的接口序号、该接口下所有ARP记录；接口序号 0x7 => 查对应的接口IP、该接口下所有ARP记录； ARP记录的IP地址 192.168.1.122 => ARP记录的MAC地址，以及所有包含该IP的接口所对应的IP、序号； ARP记录的MAC地址 50-8c-f5-f6-31-34 => ARP记录的IP地址，以及所有包含该IP的接口所对应的IP、序号。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text.RegularExpressions;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //调用 arp.exe -a，并通过重定向标准输出获取命令的结果
            Process proc = Process.Start(
                new ProcessStartInfo()
                {
                    FileName = "arp.exe",
                    Arguments = "-a",
                    UseShellExecute = false,
                    RedirectStandardOutput = true
                });
            proc.Start();
            string result = proc.StandardOutput.ReadToEnd();
            proc.WaitForExit();

            //---------------------解析命令的结果，按接口切割并单独处理
            var sections = result.Split('接');

            //以接口IP和接口ID号为索引，查arp记录（正查）
            //结果包含arp记录中的IP和MAC
            //字典的Value数据类型是ValueTuple类型，C#7或者更高的版本可以支持
            //如果你的版本不够，可以把Value的类型改成自定义结构体或者类，下同
            Dictionary<string, List<(string IfIP, string Index, string ArpIp, string MAC)>> dicIf =
                new Dictionary<string, List<(string IfIP, string Index, string ArpIp, string MAC)>>();

            //以arp记录里的IP或MAC为索引（反查），查接口
            //结果包含接口的IP和索引
            Dictionary<string, List<(string IfIP, string Index, string ArpIp, string MAC)>> dicIP =
                new Dictionary<string, List<(string IfIP, string Index, string ArpIp, string MAC)>>();
            foreach (var section in sections)
            {
                if (!section.Contains("口")) continue;//split的第一个成员是个"\r\n"，跳过

                //取得接口的IP，以及接口ID号
                var match =
                    Regex.Match(
                        section, @"口.*?(\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}).*?(0x[0-9a-f]+)");
                string ifIP = match.Groups[1].Value;
                string ifIndex = match.Groups[2].Value;
                dicIf[ifIP] = new List<(string IfIP, string Index, string ArpIp, string MAC)>();
                dicIf[ifIndex] = new List<(string IfIP, string Index, string ArpIp, string MAC)>();

                //用正则匹配该接口下所有的arp记录
                //Group[1]是IP，Group[2]是MAC
                var matches =
                    Regex.Matches(
                        section,
                        @"(\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3})\s+([0-9a-f-]{17})\s+\S+\s+",
                        RegexOptions.Singleline | RegexOptions.IgnoreCase);
                foreach (Match m in matches)
                {
                    string ip = m.Groups[1].Value;

                    //IP首段大于223，该 IP为组播地址或广播地址，不需要处理
                    string ipPrefix = ip.Split('.')[0];
                    if (Convert.ToInt32(ipPrefix) > 223) continue;

                    string mac = m.Groups[2].Value;
                    //添加正向查找记录
                    dicIf[ifIP].Add((ifIP, ifIndex, ip, mac));
                    dicIf[ifIndex].Add((ifIP, ifIndex, ip, mac));
                    //添加反向查找记录，arp条目中的ip和mac各添加一次
                    foreach (var key in new string[] { ip, mac })
                    {
                        if (dicIP.ContainsKey(key))
                        {
                            dicIP[key].Add((ifIP, ifIndex, ip, mac));
                        }
                        else
                        {
                            dicIP[key] =
                                new List<(string IfIP, string Index, string ArpIp, string MAC)>() { (ifIP, ifIndex, ip, mac) };
                        }
                    }
                }
            }
            Console.WriteLine("正向查找字典（接口ip/序号 => arp记录）：");
            foreach (var key in dicIf.Keys)
            {
                Console.WriteLine(
                    $"KEY：{key}\r\nVALUES:【" +
                    $"{string.Join("\r\n", dicIf[key].Select(r => $"接口IP: {r.IfIP}, 接口序号: {r.Index}, ARP-IP: {r.ArpIp}, ARP-MAC: {r.MAC}"))}】\r\n");
            }

            Console.WriteLine("反向查找字典：（arp记录的ip/mac => 接口ip/序号）");
            foreach (var key in dicIP.Keys)
            {
                Console.WriteLine(
                    $"KEY：{key}\r\nVALUES:【" +
                    $"{string.Join("\r\n", dicIP[key].Select(r => $"接口IP: {r.IfIP}, 接口序号: {r.Index}, ARP-IP: {r.ArpIp}, ARP-MAC: {r.MAC}"))}】\r\n");
            }
            Console.Read();
        }
    }
}

运行结果

正向查找字典（接口ip/序号 => arp记录）：
KEY：192.168.220.1
VALUES:【接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.254, ARP-MAC: 00-50-56-e6-ca-af
接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：0x7
VALUES:【接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.254, ARP-MAC: 00-50-56-e6-ca-af
接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：192.168.2.51
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.1, ARP-MAC: 00-15-5d-02-32-03
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.50, ARP-MAC: 00-10-18-3a-58-8b
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.52, ARP-MAC: 00-50-56-3a-ee-69
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.68, ARP-MAC: 4c-0b-be-04-22-3e
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：0xb
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.1, ARP-MAC: 00-15-5d-02-32-03
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.50, ARP-MAC: 00-10-18-3a-58-8b
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.52, ARP-MAC: 00-50-56-3a-ee-69
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.68, ARP-MAC: 4c-0b-be-04-22-3e
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：192.168.219.1
VALUES:【接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.254, ARP-MAC: 00-50-56-fb-f5-b1
接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：0x10
VALUES:【接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.254, ARP-MAC: 00-50-56-fb-f5-b1
接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

反向查找字典：（arp记录的ip/mac => 接口ip/序号）
KEY：192.168.220.254
VALUES:【接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.254, ARP-MAC: 00-50-56-e6-ca-af】

KEY：00-50-56-e6-ca-af
VALUES:【接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.254, ARP-MAC: 00-50-56-e6-ca-af】

KEY：192.168.220.255
VALUES:【接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：ff-ff-ff-ff-ff-ff
VALUES:【接口IP: 192.168.220.1, 接口序号: 0x7, ARP-IP: 192.168.220.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff
接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff
接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：192.168.2.1
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.1, ARP-MAC: 00-15-5d-02-32-03】

KEY：00-15-5d-02-32-03
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.1, ARP-MAC: 00-15-5d-02-32-03】

KEY：192.168.2.50
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.50, ARP-MAC: 00-10-18-3a-58-8b】

KEY：00-10-18-3a-58-8b
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.50, ARP-MAC: 00-10-18-3a-58-8b】

KEY：192.168.2.52
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.52, ARP-MAC: 00-50-56-3a-ee-69】

KEY：00-50-56-3a-ee-69
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.52, ARP-MAC: 00-50-56-3a-ee-69】

KEY：192.168.2.68
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.68, ARP-MAC: 4c-0b-be-04-22-3e】

KEY：4c-0b-be-04-22-3e
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.68, ARP-MAC: 4c-0b-be-04-22-3e】

KEY：192.168.2.255
VALUES:【接口IP: 192.168.2.51, 接口序号: 0xb, ARP-IP: 192.168.2.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

KEY：192.168.219.254
VALUES:【接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.254, ARP-MAC: 00-50-56-fb-f5-b1】

KEY：00-50-56-fb-f5-b1
VALUES:【接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.254, ARP-MAC: 00-50-56-fb-f5-b1】

KEY：192.168.219.255
VALUES:【接口IP: 192.168.219.1, 接口序号: 0x10, ARP-IP: 192.168.219.255, ARP-MAC: ff-ff-ff-ff-ff-ff】

如何根据IP地址获得ARP表中适配器的索引

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