《tcp_ip协议分析》魏刘宏11054126第三章p55

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1、1.试描述ARP协议软件架构，说明函数间的调用关系。I枷ARP软件初始化是伴随着系统网络模块初始化进行的，网络初始化函数netstart（）会调用arpinit（）函数初始化ARP软件，同时会创建slowtimer（网络计时器）进程，该进程用于维护ARP缓存、IP分片队列和IP路由表信息。ARP软件中用于维护ARP缓存信息的函数为arptimerO,该函数通过定期遍历ARP缓存记录的状态释放超时的ARP缓存（通过a:rpdq（）函数），或者重新发送ARP请求数据包（通过^rpsendO函数）。当IP模块需要调用netwriteO函数通过网络接口发送或转发IP数据包

2、时，需要调用arpfindO函数查询当前ARP缓存中是否存在对应数据包下一跳协议地址的物理地址，若查询失败，应该调用arpallocO函数创建—个空的ARP缓存记录并通过arpsend（）函数发送一个ARP请求报文。当网络接口收到一个ARP数据包时，网卡驱动会调用数据包复用函数ni_in（），该函数会调用ARP输入处理函数arp_in（）,arp_in（）函数会查询相关的ARP缓存记录（arpfindO函数），根据收到的ARP报文添加ARP缓存记录（arpaddO函数）或者发送获得解析地址的工P数据包（arpqsendO函数）。2.理解ARP报文处理算法，分析其利

3、弊。ARP是一个网络层协议，功能是将网络协议地址转换为物理地址。不妨设为IP转换为MAC地址。即ARP算法的前提是知道目标IP地址。ARP报文处理算法分为以下几个部分：1）A要发送数据报文时，会先在arp缓存中找。若存在对应项，直接提取即可（这样可以节省时间）。若arp缓存中没有该IP对应项，则将一个针对特定IP地址的ARP请求通过广播发送到本地网络。2）本地网络的主机会接收到arp请求报文，会对IP地址进行匹配，若是自己的则把自己的mac作为数据发送arp回应报文给Ao并在arp缓存屮添加（更新）A的Ip的相关项，且在这个过程屮若arp缓存屮存在A相关的项，收到

4、该请求报文的主机在简单的判断该报文的协议，地址类型，接口层定义等信息之后都会更新自己的arp缓存，更新跟A的IP相关的选项。（不会添加）即无论arp报文是不是发送给自己的，都更新相关项。这样可以防止突然的硬件地址的改变并节约时间。另外若是不在本网，则路由器相关接口会相应。3）ARP缓存表采用了老化机制（即设置了生存时间TTL）,在一段时间内（一般15到20分钟）如果表中的某一行没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。利：在网络环境安全的情况下，是一种效率很高的处理方法。弊：ARP报文处理算法无条件的将-个看似合法的记录加入到缓冲区中

5、，这种做法是十分危险的，网络攻击者可以构造看似合法的ARP请求报文，进行ARP欺骗攻击。1.简述主机发送IP数据报的过程。当IP模块需要调用netwrite()函数通过网络接口发送或转发IP数据包时，需要调用arpfind()函数查询当前ARP缓存屮是否存在对应数据包下一跳协议地址的物理地址，若查询失败，应该调用arpa.lloc()函数创建一个空的ARP缓存记录并通过arpsendf)函数发送一个ARP请求报文。[returnSYSERR;[returnSYSERR;创建一个队列粋仃嗖发送的报文［交给卜

6、环杏看是何足广播帧，接］1处理足则川广播发送偏出I久列并川

7、陥二A图3-4火败Lnetwrite()函数的处理流程2.阅读arpalloc.c文件，理解ARP缓冲区的分配算法。arpalloc.c代码如下：/**在ARP缓冲区表中分配一个表项**/structarpentry*arpalloc()/*缓冲区表中所指的当前表项，这里采用的是循坏队列的数据结构，故需要记录当前表项所处的位置*/staticintaenext=0;structarpentry*pae;/*返回值*/inti;for(i=0;i

8、AS_FREE)break;/*若有表项尚未使用，则直接跳出使用这个表项勺aenext=(aenext+1)%ARP.TSIZE;/*继续遍历*/}/*若寻找到了未使用的表项，则使用该表项，否则使用第一个表项*/pae=&arptable[aenext];aenext=(aenext+1)%ARP_TSIZE;/*指向下一个表项*//*若该表项尚未收到ARP应答报文且队列中尚存等待发送的报文，则销毁队列，然后返回新分配的表项，并设置状态为尚未收到ARP应答报文*/讦(pae->ae_state==AS_PENDING&&pae->ae_queue>=0)arpdq

9、(pae)