ARP協(xié)議是什么鬼？這一篇源碼分析！

前言

知識回顧

• netdev_init():初始化網(wǎng)卡的ip地址、mac地址和mtu的值
• netdev_receive():發(fā)送以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)
• netdev_transmit():發(fā)送以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)

ARP協(xié)議的由來

ARP報文組織結(jié)構(gòu)

• 硬件協(xié)議：發(fā)送方想要知道的硬件接口類型，對于以太網(wǎng)接口來說，該值為1
  
• 協(xié)議類型：映射的協(xié)議地址類型，我們要把MAC地址映射為IP地址，該值為0x0800
  
• 硬件地址長度：對于MAC地址來說，該值為6
  
• 協(xié)議地址長度：對于IP地址來說，該值為4
  
• OP：表示ARP數(shù)據(jù)包的具體類型，1為ARP請求，2為ARP應(yīng)答
  

ARP請求發(fā)送接口

• 第8行，動態(tài)申請一個sk_buff來繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的存儲。
  
• 第12行，選擇使用哪個網(wǎng)卡來繼續(xù)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送
  
• 第13行，在sk_buff中，向前移動arp_ipv4結(jié)構(gòu)體大小的位置，把得到的指針賦值給payload指針
  
• 第14行，用網(wǎng)卡(netdev)中記錄的源主機(jī)mac地址，填充arp-ipv4結(jié)構(gòu)體中的源主機(jī)mac地址(smac)
  
• 第15行，填充arp-ipv4結(jié)構(gòu)體中的源主機(jī)ip地址(sip)
  
• 第16行，用廣播地址(broadcast_hw)，填充arp-ipv4結(jié)構(gòu)體中的目的主機(jī)mac地址(dmac)
  
• 第17行，填充arp-ipv4結(jié)構(gòu)體中的目的主機(jī)ip地址(dip)
  
• 第18行，在sk_buff中，向前移動arp_hdr結(jié)構(gòu)體大小的位置，把得到的指針賦值給arp指針
  
• 第19~29行，初始化ARP報文的硬件協(xié)議、協(xié)議類型、報文類型等等，htons()函數(shù)為進(jìn)行數(shù)據(jù)的大小端切換。到這里ARP報文就初始化好了
  
• 第31行，調(diào)用netdev_transmit()函數(shù)，進(jìn)一步構(gòu)建以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送
  

ARP數(shù)據(jù)讀取接口

• 第8行,從讀取到的數(shù)據(jù)中獲取arp數(shù)據(jù)幀
  
• 第10~12行，獲取arp數(shù)據(jù)幀中的硬件類型、協(xié)議類型、報文類型
  
• 第25~28行，獲取源主機(jī)和目的主機(jī)的ip地址
  
• 第30行，繼續(xù)arp緩存表數(shù)據(jù)的更新
  
• 第32行，判斷該arp數(shù)據(jù)幀，是不是發(fā)送給本機(jī)的
  
• 第37行，如果arp數(shù)據(jù)幀中的IP地址還沒有緩存在本機(jī)的ARP緩存表中的話，那么把這個IP地址插入到ARP緩存表中保存
  
• 第42行，判斷ARP數(shù)據(jù)幀的報文類型
  
• 第43、44行，如果報文類型為ARP請求幀，那么調(diào)用arp_reply()函數(shù)進(jìn)行ARP應(yīng)答幀的發(fā)送
  

ARP應(yīng)答幀發(fā)送接口

• 第6行，獲取arp報文的數(shù)據(jù)
  
• 第8行，使用skb_reserve()函數(shù)來調(diào)整sk_buff中數(shù)據(jù)指針的位置，表示以太網(wǎng)首部和ARP報文的數(shù)據(jù)都還沒有填充
  
• 第9行，使用skb_push()函數(shù)，參數(shù)為ARP_HDR_LEN ARP_DATA_LEN，表示填充了ARP報文
  
• 第11~28行，將該ARP請求數(shù)據(jù)包的源主機(jī)信息和目的主機(jī)信息交換位置，并把操作字段op置為2
  
• 第30行，選擇發(fā)送網(wǎng)卡
  
• 第32行，調(diào)用netdev_transmit()函數(shù)，進(jìn)一步構(gòu)建以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送
  

總結(jié)