arp − Linux的ARP核心模块

raul.liu

这个核心协议模块实现RFC826中定义的Address Resolution Protocol
[译注：即TCP/IP的第三层到第一层的地址转换协议]，用于在直接相连的网路中换第二层硬体地址和Ipv4协议地址之间的转换。使用者除非想对其进行
配置，否则一般不会直接操作这个模块。
实际上，它提供对核心中其它协议的服务。
使用者进程可以使用packet(7)的sockets，收到ARP包（译注：一译分组） 。还有一种机制是使用netlink(7)
sockets，在使用者空间管理ARP缓存的机制。我们也可以通过ioctl (2)控制任意PF_INET socket上的ARP表
ARP模块维护一个硬体地址到协议地址映射的缓存。这个缓存有大小限制，所以不常用的和旧的记录（Entry）将被垃圾收集器清除（garbage-
collected），垃圾收集器永远不能删除标为永久的记录。我们可以使用ioctls直接操纵缓冲，并且其性状可以用下面定义的sysctl调节。
如果在限定的时间（见下面的sysctl）内，一条现存映射没有肯定反馈时，则认为相邻层的缓存记录失效。为了再次向目标发送数据，ARP将首先
试着询问本地arp进程app_solicit次，获取更新了的MAC（介质访问控制）地址。如果失败，并且旧的MAC地址是已知的，则发送
ucast_solicit次的unicast probe 。如果仍然失败，则将向网路广播一个新的ARP请求,此时要有待发送数据的队列
如果Linux接到一个地址请求，而且该地址指向Linux转发的地址，并且接收接口打开了代理arp时，Linux将自动添加一条非永久的代理arp记录；如果存在拒绝到目标的路由，则不添加代理arp记录。
IOCTLS
有三个ioctl可以用于所有PF_INET的sockets中。它们以一个指向struct arpreq的指针作为它们的参数。
struct arpreq
{
struct sockaddr arp_pa; /*协议地址(protocol address)*/
struct sockaddr arp_ha; /*硬体地址(hardware address) */
int arp_flags; /*标志(flags) */
struct sockaddr arp_netmask;
/*协议地址的网路掩码(netmask of protocol address)*/
char arp_dev[16];
};
SIOCSARP, SIOCDARP和SIOCGARP可分贝设置、删除和获取ARP映射。设置和删除ARP映射是特许操作，只有拥有CAP_NET_ADMIN权限的进程或有效UID为0的进程可以执行。
arp_pa必须是AF_INET socket，并且arp_ha必须有和arp_dev.指定的设备相同的类型。 arp_dev是个以null结束的设备名字符串。
如果设置了ATF_NETMASK标志，那么arp_netmask必须有效。 Linux
2.2不支持代理网路ARP记录，因此，要设成0xffffffff或者0，以删除现存代理arp记录。这里不使用现存代理arp记录。
ATF_USETRAILERS已经过时了，不应该继续使用。
SYSCTLS
ARP支持一个sysctl接口，可以用以配置全局参数或逐个网路接口地进行配制。该sysctl可以通过/proc/sys/net/ipv4
/neigh/*/*档案或者使用sysctl(2)接口来访问。系统中每个接口都在/proc/sys/net/ipv4/neigh/.中有自己的目
录。 ‘default’目录中的设置用于所有新建的设备。 sysctl相关的时间是以秒为单位，除非特别声明过．
anycast_delay
对IPv6相邻请求信息的回复的最大延迟时间；目前还不支持anycast 。预设值为1秒。
app_solicit
这是在使用多路广播探测(multicast probe)前，经过网路连接送到使用者间隙ARP端口监控程式的探测（probe）最大数目(见mcast_solicit ) 。预设值为0。
base_reachable_time
一旦发现相邻记录，至少在一段介于base_reachable_time/2和3*base_reachable_time/2之间的随机时间内，该记录是有效的。如果收到上层协议的肯定反馈，那么记录的有效期将延长。预设值是30秒。
delay_first_probe_time
发现某个相邻层记录无效(stale)后，发出第一个探测要等待的时间。预设值是5秒。
gc_interval
收集相邻层记录的无用记录的垃圾收集程式的运行周期，预设为30秒。
gc_stale_time
决定检查一次相邻层记录的有效性的周期。当相邻层记录失效时，将在给它发送数据前，再解析一次。预设值是60秒。
gc_thresh1
存在于ARP高速缓存中的最少层数，如果少于这个数，垃圾收集器将不会运行。预设值是128。
gc_thresh2
保存在ARP高速缓存中的最多的记录软限制。垃圾收集器在开始收集前，允许记录数超过这个数字5秒。预设值是512。
gc_thresh3
保存在ARP高速缓存中的最多记录的硬限制，一旦高速缓存中的数目高于此，垃圾收集器将马上运行。预设值是1024。
locktime
ARP记录保存在高速缓存内的最短时间（jiffy数），以防止存在多个可能的映射(potential mapping)时， ARP高速缓存系统的颠簸(经常是由于网路的错误配置而引起)。预设值是1秒。
mcast_solicit
在把记录标记为不可抵达的之前，用多路广播/广播（multicast/broadcast）方式解析地址的最大次数。预设值是3。
proxy_delay
当接收到有一个请求已知的代理ARP地址的ARP请求时，在回应前可以延迟的jiffy（时间单位，见BUG）数目。这样，以防止网路风暴。预设值是0.8秒。
proxy_qlen
能放入代理ARP地址队列(proxy-ARP addresses)的数据包最大数目。预设值是64。
retrans_time
重发一个请求前的等待jiffy（时间单位，见BUG）的数目。预设值是1秒。
ucast_solicit
询问ARP端口监控程式前，试图发送单探测（unicast probe）的次数。 (见app_solicit).预设值是3秒。
unres_qlen
每个没有被其它网路层解析的地址，在队列中可存放包的最大数目。预设值是3.
BUGS
时钟设置的时间单位jiffy，跟硬体体系有关。在Alpha上，一个jiffy是1/1024秒，而在其它机器上，是1/100秒。
目前还没有办法从使用者空间发送肯定反馈。这意味着在使用者空间实现的面向连接的协议（connection oriented protocols）将产生大量的ARP通讯。因为ndisc将重新探测MAC地址。核心NFS的实现也存在同样的问题。
这个手册页主要讲IPv4规范并且共享IPv4和IPv6的功能．
版本
Linux 2.0中的struct arpreq，添加了arp_dev ，同时ioctl数目也改变了。在Linux 2.2中将不再支持旧的ioctl。
在Linux 2.2中，取消了对网路代理arp记录(网路掩码不是0xffffffff)的支持。这个功能被核心设置的一个自动代理arp取代，这个自动代理arp用于所有位于其它接上的可到达的主机（如果该接口的转发和代理arp打开了）。
另见
ip(7)
RFC826了解ARP描述．
RFC2461描述了IPv6使用的近邻查找以及基本算法
               
               
               

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/89923/showart_1871524.html