ARP协议是什么鬼？这一篇源码分析！

前言

知识回顾

• netdev_init():初始化网卡的ip地址、mac地址和mtu的值
• netdev_receive():发送以太网帧数据
• netdev_transmit():发送以太网帧数据

ARP协议的由来

ARP报文组织结构

• 硬件协议：发送方想要知道的硬件接口类型，对于以太网接口来说，该值为1
  
• 协议类型：映射的协议地址类型，我们要把MAC地址映射为IP地址，该值为0x0800
  
• 硬件地址长度：对于MAC地址来说，该值为6
  
• 协议地址长度：对于IP地址来说，该值为4
  
• OP：表示ARP数据包的具体类型，1为ARP请求，2为ARP应答
  

ARP请求发送接口

• 第8行，动态申请一个sk_buff来继续发送数据的存储。
  
• 第12行，选择使用哪个网卡来继续数据帧的发送
  
• 第13行，在sk_buff中，向前移动arp_ipv4结构体大小的位置，把得到的指针赋值给payload指针
  
• 第14行，用网卡(netdev)中记录的源主机mac地址，填充arp-ipv4结构体中的源主机mac地址(smac)
  
• 第15行，填充arp-ipv4结构体中的源主机ip地址(sip)
  
• 第16行，用广播地址(broadcast_hw)，填充arp-ipv4结构体中的目的主机mac地址(dmac)
  
• 第17行，填充arp-ipv4结构体中的目的主机ip地址(dip)
  
• 第18行，在sk_buff中，向前移动arp_hdr结构体大小的位置，把得到的指针赋值给arp指针
  
• 第19~29行，初始化ARP报文的硬件协议、协议类型、报文类型等等，htons()函数为进行数据的大小端切换。到这里ARP报文就初始化好了
  
• 第31行，调用netdev_transmit()函数，进一步构建以太网数据帧发送
  

ARP数据读取接口

• 第8行,从读取到的数据中获取arp数据帧
  
• 第10~12行，获取arp数据帧中的硬件类型、协议类型、报文类型
  
• 第25~28行，获取源主机和目的主机的ip地址
  
• 第30行，继续arp缓存表数据的更新
  
• 第32行，判断该arp数据帧，是不是发送给本机的
  
• 第37行，如果arp数据帧中的IP地址还没有缓存在本机的ARP缓存表中的话，那么把这个IP地址插入到ARP缓存表中保存
  
• 第42行，判断ARP数据帧的报文类型
  
• 第43、44行，如果报文类型为ARP请求帧，那么调用arp_reply()函数进行ARP应答帧的发送
  

ARP应答帧发送接口

• 第6行，获取arp报文的数据
  
• 第8行，使用skb_reserve()函数来调整sk_buff中数据指针的位置，表示以太网首部和ARP报文的数据都还没有填充
  
• 第9行，使用skb_push()函数，参数为ARP_HDR_LEN ARP_DATA_LEN，表示填充了ARP报文
  
• 第11~28行，将该ARP请求数据包的源主机信息和目的主机信息交换位置，并把操作字段op置为2
  
• 第30行，选择发送网卡
  
• 第32行，调用netdev_transmit()函数，进一步构建以太网数据帧发送
  

总结