标签：探究linux下c语言与ARP协议的实现 (linux c arp)

探究Linux下C语言与ARP协议的实现 随着计算机网络的迅猛发展，网络通信协议也越来越成熟和复杂，ARP（Address Resolution Protocol）协议是用于将IP地址转换为物理地址的一种网络协议。在Linux系统下，ARP协议的实现是由C语言编写的。本文将探究Linux下C语言与ARP协议的实现。 一、ARP协议的概述 ARP协议是指Address Resolution Protocol，即地址解析协议，它在互联网协议（IP）中被用来将IPv4地址转换成物理硬件地址，例如MAC地址。通俗的理解，ARP协议实现了IP地址到MAC地址的映射，当我们想要与其他设备通信时，首先需要知道目标设备的MAC地址，而ARP协议就是用来完成这个任务的。 当一个网络设备(网卡、路由器、交换机等)需要发送网络数据包时，它会尝试去获取目标IP地址对应的MAC地址，步骤如下： 1. 在ARP缓存中查找对应的IP地址的MAC地址，如果存在，则直接发送数据包到目标设备的MAC地址。 2. 如果ARP缓存中不存在对应的MAC地址，则网卡需要发送一个ARP请求数据包广播到整个网络中，请求目标设备回应自己的MAC地址。广播的数据包的源MAC地址为发送方的MAC地址，目标MAC地址为广播地址FF:FF:FF:FF:FF:FF，目标IP地址为目标设备的IP地址，发送方的IP地址为发送方IP地址。 3. 目标设备接收到ARP请求数据包后，如果发现请求中目标IP与自己的IP地址相同，则回复一个ARP应答数据包，表明自己的MAC地址是什么，此时源设备可以获取到目标设备的MAC地址，并在以后的网络通信中使用该地址。 二、 Linux C语言下的ARP实现 在Linux下，ARP协议的实现主要由C语言编写。下面将介绍Linux C语言下ARP协议实现的主要代码框架。 1. ARP协议数据结构 在Linux中，ARP请求数据包与应答数据包的结构是一致的。下面是ARP数据包的数据结构定义。 “`c struct arphdr { __be16 ar_hrd; //硬件地址类型 __be16 ar_pro; //协议地址类型 unsigned char ar_hln; //硬件地址长度 unsigned char ar_pln; //协议地址长度 __be16 ar_op; //ARP操作码 unsigned char ar_sha[ETH_ALEN]; //源MAC地址 __be32 ar_sip; //源IP地址 unsigned char ar_tha[ETH_ALEN]; //目标MAC地址 __be32 ar_tip; //目标IP地址 }; “` 其中，ar_hrd表示硬件地址类型，ar_pro表示协议地址类型，ar_hln表示硬件地址长度，ar_pln表示协议地址长度，ar_op表示ARP操作码，ar_sha表示源MAC地址，ar_sip表示源IP地址，ar_tha表示目标MAC地址，ar_tip表示目标IP地址。 2. ARP协议接口程序 ARP协议的实现主要由arp.c程序实现，下面是该程序的主要代码框架。 “`c #include #include #include #include void arp_rcv(struct sk_buff *skb) { //接收ARP数据包并进行处理 } int arp_send(unsigned int type, struct net_device *dev, unsigned long dest_ip, const unsigned char *dest_hw, unsigned long src_ip, const unsigned char *src_hw, const unsigned char *target_hw) { //发送ARP数据包 } void arp_create(struct net_device *dev) { //创建ARP缓存 } void arp_destroy(struct net_device *dev) { //销毁ARP缓存 } void arp_timer(unsigned...