局域網ip沖突問題的探討

　　網絡簡介

　　作為典型的企業網架構，本單位網絡拓撲結構大致分為三級，并全部采用北電產品。第一級由ATM交換機組成，網絡服務器、多媒體工作站等工作在主干網絡上，第二級由大量的以太網交換機構成，對第三級桌面提供高密度端口。并根據劃分出的VLAN（Vitual Local Area Network）提供實際的VLAN端口。網絡協議采用TCP/IP，IP地址規劃使用靜態IP地址分配，由網管員統一規劃。

　　問題的提出

　　我們知道，對于在Internet和Intranet網絡上，使用TCP/IP協議時每臺主機必須具有獨立的IP地址，有了IP地址的主機才能與網絡上的其它主機進行通訊。隨著網絡應用大力推廣，網絡客戶急劇膨脹，由于靜態IP地址分配，IP地址沖突的麻煩相繼而來。IP地址沖突造成了很壞的影響，首先，網絡客戶不能正常工作，只要網絡上存在沖突的機器，只要電源打開，在客戶機上都會頻繁出現地址沖突的提示：“假如網絡上某項應用的安全策略（諸如訪問權限，存取控制等）是基于IP地址進行的，這種非法的IP用戶會對應用系統的安全造成了嚴重威脅。

　　分析原因

　　出現問題有時并不能及時發現，只有在相互沖突的網絡客戶同時都在開機狀態時才能顯露出問題，所以具有相當的隱蔽性。分析原因有如下幾種情況可以造成IP地址沖突。
　　1、很多用戶對TCP/IP并不了解，不知道“IP地址”、“子網掩碼”、“默認網關”等參數如何設置，有時用戶不是從治理員處得到的上述參數的信息，或者是用戶無意修改了這些信息；2、治理員或用戶根據治理員提供的上述參數進行設置時，由于失誤造成參數輸錯；3、在客戶機維修調試時，維修人員使用臨時IP地址應用造成；4、有人竊用他人的IP地址。

　　解決方法

　　接到沖突報告后，我們首先確定沖突發生的VLAN。通過IP規劃的vlan定義，和沖突的IP地址，找到沖突地址所在的網段。這對成功地找到網卡MAC地址很要害，因為有些網絡命令不能跨網段存取。
　　首先將客戶機與網絡隔離，讓非法的IP地址的微機在網上運行，網管員便可以設法找到它了。應用網絡測試命令有ping命令和arp命令。使用ping命令，假設沖突的IP地址為10.119.40.40，在msdos窗口，命令格式如下，其中斜體部分是命令結果。
　　C:/WIDOWS/〉ping 10.119.40.40
　　Request timed out
　　Reply from 10.119.40.40 : bytes=32 time〈1ms TTL=128 略
　　我們之所以要ping這臺機器，是出于兩個目的，首先我們要知道我們要找的機器確實在網絡上，其次，我們要知道這臺機器的網卡的MAC地址，那么我們如何知道它的MAC地址哪？這就需要使用第二個命令arp：arp命令只能在某一個VLAN中使用有效，它是低層協議，并不能跨路由。
　　C:/WIDOWS/〉arp -a
　　Interface: ...... on Inerface ......
　　Internet Address/Physical Address/Type
　　10.119.40.40/00-00-21-34-63-56/ dynamic 以下略
　　以上列表表示出沖突IP地址10.119.40.40 處網卡的MAC地址為00-00-21-34-63-56。接下來我們要找的是MAC地址為00-00-21-34-63-56的網卡的具體物理位置。
　　網絡簡介中已經說明，每臺客戶機的網卡直接連接到第二級交換機上，接下來面對大量的以太網交換機，我們要查找是沖突MAC所對應交換機端口。本網絡中與客戶連接的設備是Bay的303/304，本文以303為例，描述如何查找某一個MAC地址所在的端口位置。Bay303的網管有多種方式，下面僅以Web瀏覽器方式描述查找非法MAC的方法。
　　在查找之前，首先要確定VLAN內的交換機位置，查出這些交換機的IP地址，使用交換機地址可以訪問該交換機的網管信息。
　　* 在網管員的機器上啟動瀏覽器
　　* 鍵入交換機的IP地址
　　* 提示登陸信息后輸入用戶名和密碼
　　* 進入“MAC Address Table”選項
　　顯示表格如下：

index/mac address/learned on port/learning method/filter packets to this address

1

00:00:21:34:63:56

13

dynamic

no

2

00:00:81:65:c3:a0

n/a

static

no

3

00:00:a2:f7:c3:e4

25

dynamic

no

4

00:00:21:34:63:56

2

dynamic

no

以下略。

　　此時你可以看到索引的第4項，它正是我們要查找的MAC地址，它的端口號為2。根據綜合布線資料，可以查找出相應的信息點的物理位置，從而定位到所連接的微機位置。當然，在此是針對特有的交換機所舉的例子，在實際工作中我們要查找很多臺交換機，才能找到我們要找的MAC地址，當VLAN中存在大量的交換機時，我們需要在這些交換機中逐個去查找，直到找到為止，這是一個相當煩瑣的事情。
　　對于某一交換機的端口中存在下聯交換機的情況，因為交換機支持多個MAC地址，會在上級的MAC表中有下級MAC的記載，所以首先查找上級交換機MAC表，確定較具體位置后再去查找下一級交換機，這樣會大幅度地縮減查找范圍。

　　治理策略

　　對于局域網來講此類IP地址沖突的問題會經常出現，用戶規模越大，查找工作就越困難，所以網絡治理員必須深思加以解決。目前有兩種方案，一是使用動態IP地址分配（DHCP），另一種方案是使用靜態地址分配，但必須加強MAC地址的治理。
　　用動態IP地址分配（DHCP）的最大優點是客戶端網絡的配置非常簡單，在沒有治理員的幫助和干預的情況下，用戶自己便可以對網絡進行連接設置。但是，因為IP地址是動態分配的，網管員不能從IP地址上鑒定客戶的身份，相應的IP層治理將失去作用。而且使用動態IP地址分配需要設置額外DHCP服務器。
　　使用靜態IP地址分配可以對各部門進行合理的IP地址規劃，能夠在第三層上方便地跟蹤治理，假如我們通過加強對MAC地址的治理，同樣也會有效地解決這一問題。
　　在網絡用戶連網的同時，建立IP地址和MAC地址的信息檔案，自始至終地對局域網客戶執行嚴格的治理、登記制度，將每個用戶的IP地址、MAC地址、上聯端口、物理位置和用戶身份等信息記錄在網絡治理員的數據庫中。試想，在我們上述的案例中，假如知道了非法用戶的MAC地址后，我們可以從治理員數據庫中進行查尋，假如我們對MAC地址記錄全面，我們便可以立即找到具體的使用人的信息，這會節省我們大量寶貴時間，避免大海撈針的煩惱。同時我們對于某些應用應避免使用IP地址來進行權限限制，假如我們從MAC地址上進行限制相對來說要安全的多，這樣可以有效地防止有人竊取IP地址的僥幸行為。