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2002-03-03 姬宪辉  阅:    下页:
网络测试经验谈:局域网IP冲突问题的探讨

局域网IP冲突问题的探讨

  网络简介

  作为典型的企业网架构,本单位网络拓扑结构大致分为三级,并全部采用北电产品。第一级由ATM交换机组成,网络服务器、多媒体工作站等工作在主干网络上,第二级由大量的以太网交换机构成,对第三级桌面提供高密度端口。并根据划分出的VLAN(Vitual Local Area Network)提供实际的VLAN端口。网络协议采用TCP/IP,IP地址规划使用静态IP地址分配,由网管员统一规划。

  问题的提出

  我们知道,对于在Internet和Intranet网络上,使用TCP/IP协议时每台主机必须具有独立的IP地址,有了IP地址的主机才能与网络上的其它主机进行通讯。随着网络应用大力推广,网络客户急剧膨胀,由于静态IP地址分配,IP地址冲突的麻烦相继而来。IP地址冲突造成了很坏的影响,首先,网络客户不能正常工作,只要网络上存在冲突的机器,只要电源打开,在客户机上都会频繁出现地址冲突的提示:“如果网络上某项应用的安全策略(诸如访问权限,存取控制等)是基于IP地址进行的,这种非法的IP用户会对应用系统的安全造成了严重威胁。

  分析原因

  出现问题有时并不能及时发现,只有在相互冲突的网络客户同时都在开机状态时才能显露出问题,所以具有相当的隐蔽性。分析原因有如下几种情况可以造成IP地址冲突。
  1、很多用户对TCP/IP并不了解,不知道“IP地址”、“子网掩码”、“默认网关”等参数如何设置,有时用户不是从管理员处得到的上述参数的信息,或者是用户无意修改了这些信息;2、管理员或用户根据管理员提供的上述参数进行设置时,由于失误造成参数输错;3、在客户机维修调试时,维修人员使用临时IP地址应用造成;4、有人窃用他人的IP地址。

  解决方法

  接到冲突报告后,我们首先确定冲突发生的VLAN。通过IP规划的vlan定义,和冲突的IP地址,找到冲突地址所在的网段。这对成功地找到网卡MAC地址很关键,因为有些网络命令不能跨网段存取。
  首先将客户机与网络隔离,让非法的IP地址的微机在网上运行,网管员便可以设法找到它了。应用网络测试命令有ping命令和arp命令。使用ping命令,假设冲突的IP地址为10.119.40.40,在msdos窗口,命令格式如下,其中斜体部分是命令结果。
  C:\WIDOWS\〉ping 10.119.40.40
  Request timed out
  Reply from 10.119.40.40 : bytes=32 time〈1ms TTL=128 略
  我们之所以要ping这台机器,是出于两个目的,首先我们要知道我们要找的机器确实在网络上,其次,我们要知道这台机器的网卡的MAC地址,那么我们如何知道它的MAC地址哪?这就需要使用第二个命令arp:arp命令只能在某一个VLAN中使用有效,它是低层协议,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
  以上列表表示出冲突IP地址10.119.40.40 处网卡的MAC地址为00-00-21-34-63-56。接下来我们要找的是MAC地址为00-00-21-34-63-56的网卡的具体物理位置。
  网络简介中已经说明,每台客户机的网卡直接连接到第二级交换机上,接下来面对大量的以太网交换机,我们要查找是冲突MAC所对应交换机端口。本网络中与客户连接的设备是Bay的303/304,本文以303为例,描述如何查找某一个MAC地址所在的端口位置。Bay303的网管有多种方式,下面仅以Web浏览器方式描述查找非法MAC的方法。
  在查找之前,首先要确定VLAN内的交换机位置,查出这些交换机的IP地址,使用交换机地址可以访问该交换机的网管信息。
  * 在网管员的机器上启动浏览器
  * 键入交换机的IP地址
  * 提示登陆信息后输入用户名和密码
  * 进入“MAC Address Table”选项
  显示表格如下:


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。

  此时你可以看到索引的第4项,它正是我们要查找的MAC地址,它的端口号为2。根据综合布线资料,可以查找出相应的信息点的物理位置,从而定位到所连接的微机位置。当然,在此是针对特有的交换机所举的例子,在实际工作中我们要查找很多台交换机,才能找到我们要找的MAC地址,当VLAN中存在大量的交换机时,我们需要在这些交换机中逐个去查找,直到找到为止,这是一个相当烦琐的事情。
  对于某一交换机的端口中存在下联交换机的情况,因为交换机支持多个MAC地址,会在上级的MAC表中有下级MAC的记载,所以首先查找上级交换机MAC表,确定较具体位置后再去查找下一级交换机,这样会大幅度地缩减查找范围。

  管理策略

  对于局域网来讲此类IP地址冲突的问题会经常出现,用户规模越大,查找工作就越困难,所以网络管理员必须深思加以解决。目前有两种方案,一是使用动态IP地址分配(DHCP),另一种方案是使用静态地址分配,但必须加强MAC地址的管理。
  用动态IP地址分配(DHCP)的最大优点是客户端网络的配置非常简单,在没有管理员的帮助和干预的情况下,用户自己便可以对网络进行连接设置。但是,因为IP地址是动态分配的,网管员不能从IP地址上鉴定客户的身份,相应的IP层管理将失去作用。而且使用动态IP地址分配需要设置额外DHCP服务器。
  使用静态IP地址分配可以对各部门进行合理的IP地址规划,能够在第三层上方便地跟踪管理,如果我们通过加强对MAC地址的管理,同样也会有效地解决这一问题。
  在网络用户连网的同时,建立IP地址和MAC地址的信息档案,自始至终地对局域网客户执行严格的管理、登记制度,将每个用户的IP地址、MAC地址、上联端口、物理位置和用户身份等信息记录在网络管理员的数据库中。试想,在我们上述的案例中,如果知道了非法用户的MAC地址后,我们可以从管理员数据库中进行查寻,如果我们对MAC地址记录全面,我们便可以立即找到具体的使用人的信息,这会节省我们大量宝贵时间,避免大海捞针的烦恼。同时我们对于某些应用应避免使用IP地址来进行权限限制,如果我们从MAC地址上进行限制相对来说要安全的多,这样可以有效地防止有人窃取IP地址的侥幸行为。

http://anheng.com.cn/news/html/network_troubleshooting/127.html 

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