Linux内核分析 - 网络[十]：ARP杂谈

内核版本：2.6.34

杂谈一：重复地址检测

Linux协议栈中处理重复地址检测报文的是arp_process()中的一段代码， RFC2131是DHCP的草案，相应的sip==0是DHCP服务器用来检测它所分发的地址是否重复的。

/* Special case: IPv4 duplicate address detection packet (RFC2131) */ 
if (sip == 0) {
    if (arp->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST) &&
         inet_addr_type(net, tip) == RTN_LOCAL &&
         !arp_ignore(in_dev, sip, tip))
    arp_send(ARPOP_REPLY, ETH_P_ARP, sip, dev, tip, sha,
            dev->dev_addr, sha);
    goto out;
}

而根据RFC826中描述，正常的重复地址检测报文特征是sip==tip

The gratuitous ARP packet is an ARP request with both sender's and the target's IP address fields containing the configured IP address.

A gratuitous ARP packet on an Ethernet is defined as

48.bit Destination Address     = 0xffffffffffff (broadcast)

48.bit Source Address          = Hardware adderss of interface

16.bit Frame type              = 0x806 (ARP)

----------------------

16.bit Hardware type           = 0x1 (Ethernet)

16.bit Protocol Type           = 0x800 (IP)

8.bit Hardware Address size   = 6

8.bit Protocol Address size  = 4

16.bit Opcode                 = 1 (Request)

48.bit Sender Ethernet Address = Hardware address of interface

32.bit Sender IP Address       = Configured IP address

48.bit Target Ethernet Address = Don't care

32.bit Target IP Address       = Configured IP Address

问题：

linux协议栈除了对RFC2131规定的DHCP服务器使用的地址检测格式进行响应，对RFC826中 规定的gratuitous arp报文不作处理，该报文会被协议栈直接丢弃掉。

实际情况是，在启动linux网络或配置新的IP时， Linux Host不会进行重复地址检测，并且，对于其它主机发来的重复地址检测报文也不会处理。

测试环境如下：

Linux Host的IP为 192.168.1.1，然后配置Windows Host的IP为192.168.1.1，Windows Host会发送gratuitous arp，但Linux Host并不会回应，默 许了两个重复地址的存在。[谁能帮忙解释下，感激]

杂谈2：NUD状态转移的实际理解

根据NUD的状态转移，实际测试两种 情况：NUD_INCOMPLETE和NUD_PROBE。

NUD_INCOMPLETE

Linux Host随便telnet一个没有使用的IP1，协议栈会为会IP1创建 一个邻居表项，状态由NUD_NONE迁移到NUD_INCOMPLETE，具体的协议栈流程在上篇ARP [http://blog.csdn.net/qy532846454/article/details/6806197]中分析的。

在Linux Host上telnet XX.XX.86.198，捕获到 的发包状况如下：

这三个报文是在进入NUD_INCOMPLETE状态后，尝试了3次ARP广播(因为还未收到对方报文)，对应arp_tbl中的参数 mcast_probe=3次数，每次尝试间的时间间隔近似1s，对应arp_tbl中的参数retrans_time = 1HZ。

NUD_PROBE

NUD_PROBE测 试复杂一点，先由一台Host1(IP2)向Linux Host发送arp request请求，协议栈会为IP2创建一个邻居表项，状态由NUD_NONE - > NUD_STALE，然后Linux Host会响应request，状态由NUD_STALE -> NUD_DELAY -> NUD_PROBE，具体的协议栈流程在 上篇ARP[http://blog.csdn.net/qy532846454/article/details/6806197]中分析的。

由Host1构造假arp request(sip=未被 使用IP, tip=Linux Host IP)给Linux Host，捕获到的发包状况如下：

每一个包是Host1发出的request，每二个包是Linux Host的回复，后三个包是3次ARP单播尝试，此时处于NUD_PROBE状态要尝 试对方是否存活，由于sip使用的是虚假址，因此没有响应，在尝试了最大次数3次，对应arp_tbl中的参数ucast_probe=3次数， 每次尝试的间隔时间近似1s，对应arp_tbl中的参数retrans_time=1HZ。

对比下windows这方面的处理可以发现，两者在这方 面的行为相差很大：比如windows的网络协议栈会处理RFC826所规定的gratuitous arp报文；windows的arp尝试只会进行一次。

（编辑：开发网_开封站长网）

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