Linux核心分析

核心版本：2.6.34

這部分的重點是三個核心的資料結構-鄰居表、鄰居緩衝、代理鄰居表，以及NUD狀態轉移圖。

總的來說，要成功添加一條鄰居表項，需要滿足兩個條件：1.　本機使用該表項；2.　對方主機進行了確認。同時，表項的添加 引入了NUD(Neighbour Unreachability Detection)機制，從建立NUD_NONE到可用NUD_REACHABLE需要經曆一系列狀態轉移，而根 據達到兩個條件順序的不同，可以分為兩條路線：

先引用再確認-　NUD_NONE -> NUD_INCOMPLETE -> NUD_REACHABLE

先確認再引用-　NUD_NONE -> NUD_STALE -> NUD_DELAY -> NUD_PROBE -> NUD_REACHABLE

下面還是從接收函數入手，當匹配號協議號是0x0806，會調用ARP模組的接收函數arp_rcv()。

arp_rcv()　ARP接收函數

首先是對arp協議頭進行檢查，比如大小是否足夠，頭部各數值是否正確等，這裡略過代碼，直 接向下看。每個協議處理都一樣，如果被多個協議佔有，則拷貝一份。

if ((skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC)) == NULL)      goto out_of_mem;

NEIGH_CB(skb)實際就是skb->cb，在skb聲明為u8 char[48]，它用作每個協議模組的私人資料 區(control buffer)，每個協議模組可以根據自身需求在其中儲存私人資料。而arp模組就利用了它儲存控制結構neighbour_cb ，它聲明如下，佔8位元組。這個控制結構在代理ARP中使用工作隊列時會發揮作用，sched_next代表下次被調度的時間，flags是 標誌。

memset(NEIGH_CB(skb), 0, sizeof(struct neighbour_cb));     struct neighbour_cb {      unsigned long sched_next;      unsigned int flags;     };

函數最後調用arp_process，其間插入netfilter(關於netfilter，參見前篇：http://hi.csdn.net/link.php? url=http://blog.csdn.net%2Fqy532846454)，作為開始處理ARP報文的起點。

return NF_HOOK(NFPROTO_ARP, NF_ARP_IN, skb, dev, NULL, arp_process);

arp_process()

這個函數開始對報 文進行處理，首先會從skb中取出arp前序部分的資訊，如sha, sip, tha, tip等，這部分可查閱代碼，這裡略過。ARP不會查詢 環路地址和組播地址，因為它們沒有對應的mac地址，因此遇到這兩類地址，直接退出。

if (ipv4_is_loopback(tip) || ipv4_is_multicast(tip))      goto out;

如果收到的是重複地址檢測報文，並且本機佔用了檢測了地址，則調用arp_send發送響應。對於重複地址 檢測報文(ARP報文中源IP為全0)，它所帶有的鄰居表項資訊還沒通過檢測，此時緩衝它顯然沒有意義，也許下一刻就有其它主機 聲明它非法，因此，重複地址檢測報文中的資訊不會加入鄰居表中。

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;     }

下面要處理的位址解析報文，並且要解析的地址在路由表中存在

if (arp->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST) &&      ip_route_input(skb, tip, sip, 0, dev) == 0)

第一種情況，如果要解析的是本機地址，則調用neigh_event_ns() ，並根據查到的鄰居表項n發送ARP響應報文。這裡neigh_event_ns的功能是在arp_tbl中尋找是否已含有對方主機的地址資訊， 如果沒有，則進行建立，然後會調用neigh_update來更新狀態。收到對方主機的請求報文，會導致狀態遷移到NUD_STALE。

if (addr_type == RTN_LOCAL) {      ……      if (!dont_send) {       n = neigh_event_ns(&arp_tbl, sha, &sip, dev);       if (n) {        arp_send(ARPOP_REPLY,ETH_P_ARP,sip,dev,tip,sha,dev->dev_addr,sha);        neigh_release(n);       }      }      goto out;     }

#NUD_INCOMPLETE也遷移到NUD_STALE，作何解釋？

第二種情況，如果要解析的不是本機地址，則要判斷是否支援 轉寄，是否支援代理ARP(代理ARP是陸由器的功能，因此能轉寄是先決條件)，如果滿足條件，那麼按照代理ARP流程處理。首先 無論如何，主機得通了存在這樣一個鄰居，因此要在在arp_tbl中尋找並(如果不存在)建立相應鄰居表項；然後，對於代理ARP， 這個流程實際上會執行兩遍，第一遍走else部分，第二遍走if部分。第一次的else程式碼片段會觸發定時器，通過定時器引發報文重 新執行arp_process函數，並走if部分。

-第一遍的else部分：調用pneigh_enqueue()將報文skb加入tbl->proxy_queue隊 列，同時設定NEIGH_CB(skb)的值，具體可看後見的代理表項處理。

-第二遍的if部分，發送ARP響應報文，行使代理ARP的功 能。

else if (IN_DEV_FORWARD(in_dev)) {      if (addr_type == RTN_UNICAST  &&       (arp_fwd_proxy(in_dev, dev, rt) ||       arp_fwd_pvlan(in_dev, dev, rt, sip, tip) ||       pneigh_lookup(&arp_tbl, net, &tip, dev, 0)))      {       n = neigh_event_ns(&arp_tbl, sha, &sip, dev);       if (n)        neigh_release(n);                if (NEIGH_CB(skb)->flags & LOCALLY_ENQUEUED ||        skb->pkt_type == PACKET_HOST ||        in_dev->arp_parms->proxy_delay == 0) {        arp_send(ARPOP_REPLY,ETH_P_ARP,sip,dev,tip,sha,dev->dev_addr,sha);       } else {        pneigh_enqueue(&arp_tbl, in_dev->arp_parms, skb);        in_dev_put(in_dev);        return 0;       }       goto out;      }     }