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。