ARP(7) Linux 程式設計師手冊 ARP(7)

arp - Linux的ARP核心模組

描述

這個核心協議模組實現RFC826中定義的 Address Resolution Protocol [譯註:即TCP/IP的第三層到第一層的地址轉換協議], 用於在直接相連的網路中換第二層硬體地址和 Ipv4 協議地址之間的轉換。 使用者除非想對其進行配置,否則一般不會直接操作這個模組。

實際上,它提供對核心中其它協議的服務。

使用者程序可以使用 packet(7) 的 sockets,收到 ARP 包(譯註:一譯分組)。 還有一種機制是使用 netlink(7) sockets,在使用者空間管理 ARP 快取的機制。 我們也可以透過 ioctl (2) 控制任意 PF_INET socket上的 ARP 表

ARP 模組維護一個硬體地址到協議地址對映的快取。這個快取有大小限制,所以 不常用的和舊的記錄(Entry)將被垃圾收集器清除(garbage-collected), 垃圾收集器永遠不能刪除標為永久的記錄。我們可以使用ioctls直接操縱緩衝, 並且其性狀可以用下面定義的 sysctl 調節。

如果在限定的時間(見下面的sysctl)內,一條現存對映沒有肯定反饋時, 則認為相鄰層的快取記錄失效。 為了再次向目標傳送資料,ARP將首先試著詢問本地arp程序 app_solicit 次,獲取更新了的 MAC(介質訪問控制)地址。 如果失敗,並且舊的MAC地址是已知的,則傳送 ucast_solicit 次的 unicast probe。如果仍然失敗,則將向網路廣播一個新的ARP請求,此時要 有待發送資料的佇列

如果 Linux 接到一個地址請求,而且該地址指向 Linux 轉發的地址, 並且接收介面打開了代理 arp 時,Linux 將自動新增一條非永久的 代理 arp 記錄;如果存在拒絕到目標的路由,則不新增代理 arp 記錄。

有三個 ioctl 可以用於所有 PF_INET 的 sockets 中。它們以一個指向 struct arpreq 的指標作為它們的引數。

struct arpreq
{
struct sockaddr arp_pa; /* 協議地址(protocol address)*/
struct sockaddr arp_ha; /* 硬體地址(hardware address) */
int arp_flags; /* 標誌(flags) */
struct sockaddr arp_netmask; 
/* 協議地址的網路掩碼(netmask of protocol address)*/
char arp_dev[16];
};

SIOCSARP, SIOCDARPSIOCGARP 可分貝設定、刪除和獲取 ARP 對映。設定和刪除 ARP 對映是特許操作, 只有擁有 CAP_NET_ADMIN 許可權的程序或有效UID為0的程序可以執行。

arp_pa 必須是 AF_INET socket,並且 arp_ha 必須有和 arp_dev. 指定的裝置相同的型別。 arp_dev 是個以null結束的裝置名字串。

arp_flags
標誌(flag) 含義(meaning)
ATF_COM 查詢完成(Lookup complete)
ATF_PERM 永久記錄(Permanent entry)
ATF_PUBL 張貼記錄(Publish entry)
ATF_USETRAILERS 要求使用字尾(Trailers requested)
ATF_NETMASK 使用網路掩碼(Use a netmask)
ATF_DONTPUB 不回覆(Don't answer)

如果設定了 ATF_NETMASK 標誌,那麼 arp_netmask 必須有效。 Linux 2.2 不支援代理網路 ARP 記錄,因此,要設成0xffffffff或者0, 以刪除現存代理arp記錄。這裡不使用 現存代理arp記錄。 ATF_USETRAILERS 已經過時了,不應該繼續使用。

ARP 支援一個 sysctl 介面,可以用以配置全域性引數或逐個網路介面地進行配製。 該 sysctl 可以透過 /proc/sys/net/ipv4/neigh/*/* 檔案或者使用 sysctl(2) 介面來訪問。系統中每個介面都在 /proc/sys/net/ipv4/neigh/. 中有自己的目錄。`default'目錄中的設定用於所有新建的裝置。 sysctl 相關的時間是以秒為單位,除非特別宣告過.

對 IPv6 相鄰請求資訊的回覆的最大延遲時間; 目前還不支援 anycast。預設值為1秒。
這是在使用多路廣播探測(multicast probe)前, 經過網路連線送到使用者間隙ARP埠監控程式的探測(probe) 最大數目(見 mcast_solicit )。 預設值為0。
一旦發現相鄰記錄,至少在一段介於 base_reachable_time/2和3*base_reachable_time/2 之間的隨機時間內,該記錄是有效的。如果收到上層協議的肯定反饋, 那麼記錄的有效期將延長。 預設值是30秒。
發現某個相鄰層記錄無效(stale)後,發出第一個探測要等待的時間。 預設值是5秒。
收集相鄰層記錄的無用記錄的垃圾收集程式的執行週期,預設為30秒。
決定檢查一次相鄰層記錄的有效性的週期。 當相鄰層記錄失效時,將在給它傳送資料前,再解析一次。 預設值是60秒。
存在於ARP快取記憶體中的最少層數,如果少於這個數, 垃圾收集器將不會執行。預設值是128。
儲存在 ARP 快取記憶體中的最多的記錄軟限制。 垃圾收集器在開始收集前,允許記錄數超過這個數字 5 秒。 預設值是 512。
儲存在 ARP 快取記憶體中的最多記錄的硬限制, 一旦快取記憶體中的數目高於此, 垃圾收集器將馬上執行。預設值是1024。
ARP 記錄儲存在快取記憶體內的最短時間(jiffy數), 以防止存在多個可能的對映(potential mapping)時, ARP 快取記憶體系統的顛簸 (經常是由於網路的錯誤配置而引起)。 預設值是 1 秒。
在把記錄標記為不可抵達的之前, 用多路廣播/廣播(multicast/broadcast)方式解析地址的最大次數。 預設值是3。
當接收到有一個請求已知的代理 ARP 地址的 ARP 請求時, 在迴應前可以延遲的 jiffy(時間單位,見BUG)數目。 這樣,以防止網路風暴。預設值是0.8秒。
能放入代理 ARP 地址佇列(proxy-ARP addresses)的資料包最大數目。預設值是64。
重發一個請求前的等待 jiffy(時間單位,見BUG)的數目。預設值是1秒。
詢問ARP埠監控程式前,試圖傳送單探測(unicast probe)的次數。 (見 app_solicit). 預設值是3秒。
每個沒有被其它網路層解析的地址,在佇列中可存放包的最大數目。預設值是3.

時鐘設定的時間單位 jiffy,跟硬體體系有關。 在 Alpha 上,一個 jiffy 是 1/1024 秒,而在其它機器上,是 1/100 秒。

目前還沒有辦法從使用者空間傳送肯定反饋。 這意味著在使用者空間實現的面向連線的協議 (connection oriented protocols)將產生大量的 ARP 通訊。 因為ndisc將重新探測MAC地址。核心 NFS 的實現也存在同樣的問題。

這個手冊頁主要講 IPv4 規範並且共享 IPv4 和 IPv6 的功能.

版本

Linux 2.0中的 struct arpreq, 添加了 arp_dev ,同時 ioctl 數目也改變了。在 Linux 2.2 中將不再支援舊的ioctl。

在 Linux 2.2 中,取消了對網路代理 arp 記錄(網路掩碼不是0xffffffff)的支援。 這個功能被核心設定的一個自動代理 arp 取代,這個自動代理 arp 用於所有位於 其它接上的可到達的主機(如果該介面的轉發和代理 arp 打開了)。

另見

ip(7)

RFC826 瞭解 ARP 描述.
RFC2461 描述了IPv6使用的近鄰查詢以及基本演算法

Alan Yao <Alan_Yao@163.net>

2000/10/23

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3 Jun 1999 Linux Man Page