ARP 協議分析

總的來說，lwip將鏈路層ethernet的協議分組格式分為ether和etherarp
分開處理。ip分組先進入etharp_ip_input更新一下arp表項，然后直接進入
netif的input傳遞給上層ip層。arp分組直接進入etharp_arp_input。
不送如ip層。
奇怪的是，lwip把ether header的結構定義在etharp中。

-ARP 數據結構

-- arp表狀態
enum etharp_state {
? ETHARP_STATE_EMPTY,? /* 表項空 */
? ETHARP_STATE_PENDING,
? ETHARP_STATE_STABLE,?/* 穩定狀態表項，該表項中MAC值可直接取出 */
? ETHARP_STATE_EXPIRED? /* 超時表項 */
}; -- arp表項結構
struct etharp_entry {
? struct pbuf *p;? /* arp 請求隊列 */
? struct ip_addr ipaddr;
? struct eth_addr ethaddr;
? enum etharp_state state;
? u8_t ctime; /* 超時值 */
}; -- ARP 鏈路層協議分組
struct etharp_hdr {
? struct eth_hdr ethhdr; /* ether header */
? u16_t hwtype;
? u16_t proto;
? u16_t _hwlen_protolen;
? u16_t opcode;
? struct eth_addr shwaddr;
? struct ip_addr2 sipaddr;
? struct eth_addr dhwaddr;
? struct ip_addr2 dipaddr;
}

- ARP 函數

void etharp_init();
初始化所有靜態ARP表項，狀態為EMPTY。 static err_t update_arp_entry(struct netif *netif,?struct ip_addr *ipaddr, struct eth_addr *ethaddr,?u8_t flags);
首先排除廣播、多播及any地址。然后，
將ipaddr及ethaddr對加入arp表項中，該表項索引由find_entry獲得。
加入后，將該arp表項中還未發送的IP包(這些IP包是由etharp_ouput函數，在
處理IP包發送時，由于未找到對應ip的mac地址，由etharp_query加入到
pending arp的未發送IP包鏈表中。現在我們得到mac和ip對應值后，就
可以將這些IP包發送出去),發送到netif驅動。
該函數被etharp_ip_input及etharp_arp_input調用。 static s8_t find_entry(struct ip_addr *ipaddr, u8_t flags);
查詢包含ipaddr的表項。
查詢優先級：1. pending 2. stable 3. empty。
find_entry總是根據這些優先級查找是否由匹配項，如果有，立刻返回該項
索引。否則根據優先級產看是否有過期表項，并覆蓋它。 void etharp_ip_input(struct netif *netif, struct pbuf *p);
該函數是再ip分組傳上ip層之前，將ip分組的mac和ip映射到
arp表項中做更新。這樣的設計好像比較浪費。完全可以加大arp
表項，去除該過程 void etharp_arp_input(struct netif *netif,
?struct eth_addr *ethaddr, struct pbuf *p);
arp分組到來，直接交給該函數處理。
無論netif的ip地址是否被配置過，都將該ARP分組的源ip和mac地址
加入到ARP表項中。如果一個ARP請求的目的ip地址是本地ip地址。
則發送response ARP分組。 err_t etharp_output(struct netif *netif,?struct ip_addr *ipaddr, struct pbuf *q);
該函數分開處理兩種地址類型的網絡層包，
1）多播及廣播。直接調用netif->linkoutput發送出去，該函數為網卡驅動。
2）單播。單播的IP包又分三種處理方式。a. 目的ip在arp表項中，并且stable。
則直接構造以太頭，調用網卡驅動，發送以太幀。b. 目的ip不在arp表項中，
修改arp表項狀態為pending，并調用etharp_request，發送ARP REQUEST。
c. 目的ip在ARP表項中。但狀態為pending（這個狀態是由b條件引起的，可能
ARP RESPONSE在處理該條件時還為返回）。將待發送的IP包的緩沖區PBUF_REF
替換成PBUF_POOL或PBUF_RAM（暫時不知道為啥）。這些包將會在update_arp_input
中被發送。

- ARP 協議處理流程圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的lwIP ARP协议分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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