透過原始碼理解Rarp協議
| 導讀 | rarp是透過mac地址查詢ip的協議，主要用於有mac的主機，但是沒有ip的情況。 |
rarp協議的格式和arp協議是一樣的，他們都是透過一種地址查詢另外一種地址。作業系統內維護了一個轉換表。定義如下。
struct rarp_table
{
struct rarp_table *next; /* Linked entry list */
unsigned long ip; /* ip address of entry */
unsigned char ha[MAX_ADDR_LEN]; /* Hardware address */
unsigned char hlen; /* Length of hardware address */
unsigned char htype; /* Type of hardware in use */
struct device *dev; /* Device the entry is tied to */
};
初始化的時候是空的，這個表格的資料來源於，使用者透過作業系統提供的介面設定。我們看如何操作這個表。
int rarp_ioctl(unsigned int cmd, void *arg)
{
struct arpreq r;
struct sockaddr_in *si;
int err;
switch(cmd)
{
case SIOCDRARP:
if (!suser())
return -EPERM;
err = verify_area(VERIFY_READ, arg, sizeof(struct arpreq));
if(err)
return err;
memcpy_fromfs(&r, arg, sizeof(r));
if (r.arp_pa.sa_family != AF_INET)
return -EPFNOSUPPORT;
si = (struct sockaddr_in *) &r.arp_pa;
rarp_destroy(si->sin_addr.s_addr);
return 0;
case SIOCGRARP:
err = verify_area(VERIFY_WRITE, arg, sizeof(struct arpreq));
if(err)
return err;
return rarp_req_get((struct arpreq *)arg);
case SIOCSRARP:
if (!suser())
return -EPERM;
err = verify_area(VERIFY_READ, arg, sizeof(struct arpreq));
if(err)
return err;
return rarp_req_set((struct arpreq *)arg);
default:
return -EINVAL;
}
/*NOTREACHED*/
return 0;
}
透過ioctl函式，我們可以對錶格進行增刪改查。我們只關注新增的邏輯。因為其他的是類似的。下面是arpreq 的定義
struct arpreq {
struct sockaddr arp_pa; /* protocol address */
struct sockaddr arp_ha; /* hardware address */
int arp_flags; /* flags */
struct sockaddr arp_netmask; /* netmask (only for proxy arps) */
};
static int rarp_req_set(struct arpreq *req)
{
struct arpreq r;
struct rarp_table *entry;
struct sockaddr_in *si;
int htype, hlen;
unsigned long ip;
struct rtable *rt;
memcpy_fromfs(&r, req, sizeof(r));
/*
* We only understand about IP addresses...
*/
if (r.arp_pa.sa_family != AF_INET)
return -EPFNOSUPPORT;
switch (r.arp_ha.sa_family)
{
case ARPHRD_ETHER:
htype = ARPHRD_ETHER;
hlen = ETH_ALEN;
break;
default:
return -EPFNOSUPPORT;
}
si = (struct sockaddr_in *) &r.arp_pa;
ip = si->sin_addr.s_addr;
if (ip == 0)
{
printk("RARP: SETRARP: requested PA is 0.0.0.0 !\n");
return -EINVAL;
}
//
rt = ip_rt_route(ip, NULL, NULL);
if (rt == NULL)
return -ENETUNREACH;
/*
* Is there an existing entry for this address? Find out...
*/
cli();
// 判斷之前是不是已經存在
for (entry = rarp_tables; entry != NULL; entry = entry->next)
if (entry->ip == ip)
break;
/*
* If no entry was found, create a new one.
*/
// 不存在則建立一個表項
if (entry == NULL)
{
entry = (struct rarp_table *) kmalloc(sizeof(struct rarp_table),
GFP_ATOMIC);
// 還沒初始化則初始化
if(initflag)
{
rarp_init();
initflag=0;
}
entry->next = rarp_tables;
rarp_tables = entry;
}
entry->ip = ip;
entry->hlen = hlen;
entry->htype = htype;
memcpy(&entry->ha, &r.arp_ha.sa_data, hlen);
entry->dev = rt->rt_dev;
sti();
return 0;
}
我們看到這裡會往表裡插入一個表項(如果不存在的話)，還有另外一個邏輯是rarp_init。
static void rarp_init (void)
{
/* Register the packet type */
rarp_packet_type.type=htons(ETH_P_RARP);
dev_add_pack(&rarp_packet_type);
}
這個函式是往底層註冊一個節點，當mac底層收到一個ETH_P_RARP型別的資料包的時候(在mac協議頭裡定義)，就會執行rarp_packet_type中定義的函式。下面是該rarp_packet_type的定義
static struct packet_type rarp_packet_type =
{
0,
0, /* copy */
rarp_rcv,
NULL,
NULL
};
rarp_rcv函式就是收到一個rarp請求的時候(來自其他主機)，執行的函式。
int rarp_rcv(struct sk_buff *skb, struct device *dev, struct packet_type *pt)
{
/*
* We shouldn't use this type conversion. Check later.
*/
// rarp協議報文
struct arphdr *rarp = (struct arphdr *)skb->h.raw;
// rarp協議資料部分
unsigned char *rarp_ptr = (unsigned char *)(rarp+1);
struct rarp_table *entry;
long sip,tip;
unsigned char *sha,*tha; /* s for "source", t for "target" */
// 硬體地址長度或型別不一致則忽略
if (rarp->ar_hln != dev->addr_len || dev->type != ntohs(rarp->ar_hrd)
|| dev->flags&IFF_NOARP)
{
kfree_skb(skb, FREE_READ);
return 0;
}
/*
* If it's not a RARP request, delete it.
*/
// 不是請求報文則忽略
if (rarp->ar_op != htons(ARPOP_RREQUEST))
{
kfree_skb(skb, FREE_READ);
return 0;
}
/*
* Extract variable width fields
*/
// rarp協議首地址
sha=rarp_ptr;
// 傳送端mac地址長度
rarp_ptr+=dev->addr_len;
// 拿到傳送端ip，存到sip
memcpy(&sip,rarp_ptr,4);
// 跳過4位元組
rarp_ptr+=4;
// 目的mac地址
tha=rarp_ptr;
// 跳過mac地址長度
rarp_ptr+=dev->addr_len;
// 目的ip地址
memcpy(&tip,rarp_ptr,4);
/*
* Process entry. Use tha for table lookup according to RFC903.
*/
cli();
for (entry = rarp_tables; entry != NULL; entry = entry->next)
// 判斷mac地址是否相等
if (!memcmp(entry->ha, tha, rarp->ar_hln))
break;
// 非空則說明找到
if (entry != NULL)
{ // 拿到對應的ip
sip=entry->ip;
sti();
// 回覆，類似是響應ARPOP_RREPLY
arp_send(ARPOP_RREPLY, ETH_P_RARP, sip, dev, dev->pa_addr, sha,
dev->dev_addr);
}
else
sti();
kfree_skb(skb, FREE_READ);
return 0;
}
我們看到這個函式很長，不過邏輯比較簡單，就是解析收到的rarp請求中的資料，然後根據其他主機請求的mac地址，從維護的表格中找到對應的ip(如果有的話)，然後呼叫arp_send函式傳送回包。下面列一下該函式的程式碼。
void arp_send(int type, int ptype, unsigned long dest_ip,
struct device *dev, unsigned long src_ip,
unsigned char *dest_hw, unsigned char *src_hw)
{
struct sk_buff *skb;
struct arphdr *arp;
unsigned char *arp_ptr;
/*
* No arp on this interface.
*/
if(dev->flags&IFF_NOARP)
return;
/*
* Allocate a buffer
*/
// 分配一個skb儲存資料包
skb = alloc_skb(sizeof(struct arphdr)+ 2*(dev->addr_len+4)
+ dev->hard_header_len, GFP_ATOMIC);
// 構造arp協議資料包
skb->len = sizeof(struct arphdr) + dev->hard_header_len + 2*(dev->addr_len+4);
skb->arp = 1;
skb->dev = dev;
// 不存在快取，發完可以銷燬
skb->free = 1;
// 構造mac頭
dev->hard_header(skb->data,dev,ptype,dest_hw?dest_hw:dev->broadcast,src_hw?src_hw:NULL,skb->len,skb);
/* Fill out the arp protocol part. */
arp = (struct arphdr *) (skb->data + dev->hard_header_len);
arp->ar_hrd = htons(dev->type);
arp->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
arp->ar_hln = dev->addr_len;
arp->ar_pln = 4;
arp->ar_op = htons(type);
arp_ptr=(unsigned char *)(arp+1);
memcpy(arp_ptr, src_hw, dev->addr_len);
arp_ptr+=dev->addr_len;
memcpy(arp_ptr, &src_ip,4);
arp_ptr+=4;
if (dest_hw != NULL)
memcpy(arp_ptr, dest_hw, dev->addr_len);
else
memset(arp_ptr, 0, dev->addr_len);
arp_ptr+=dev->addr_len;
memcpy(arp_ptr, &dest_ip, 4);
// 呼叫mac頭髮送函式傳送出去
dev_queue_xmit(skb, dev, 0);
}
這就是rarp的早期實現。
原文來自：
來自 “ ITPUB部落格 ” ，連結：http://blog.itpub.net/69955379/viewspace-2724352/，如需轉載，請註明出處，否則將追究法律責任。
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