[技術] 在Linux中透過ioctl來設定ARP Table

Written on 11:39 上午 by Yu Lai

一般我們在Linux上可以使用arp這個指令來顯示或設定ARP Table。
而在程式中如果要操作系統的ARP Table的話，除了用system()來呼叫
arp指令外，也可以透過socket fd所提供的ioctl命令來達成，共有3種，
分別是SIOCSARP(設定ARP mapping)，SIOCDARP(刪除ARP mapping)，
SIOCGARP(獲取ARP mapping)。在操作上需配合struct arpreq，
定義如下：

struct arpreq {
 struct sockaddr   arp_pa;      /* protocol address */
 struct sockaddr   arp_ha;      /* hardware address */
 int               arp_flags;   /* flags */
 struct sockaddr   arp_netmask; /* netmask of protocol address */
 char              arp_dev[16]; 
};

其中，arp_pa必須是AF_INET的socket。而指定的network device
也必須填入arp_dev中。而arp_flag的value定義如下：
ATF_COM = Lookup complete
ATF_PERM = Permanent entry
ATF_PUBL = Publish entry
ATF_USETRAILERS = Trailers requested
ATF_NETMASK = Use a netmask
ATF_DONTPUB = Don't answer

使用SIOCSARP命令時，需設定arpreq的arp_pa，arp_ha和arp_flags。
此時若ARP Table己經存在這筆IP位址，它會將它取出更新。若不存在，則新增。

使用SIOCDARP命令時，只需設定arpreq中的arp_pa和arp_dev，kernel會
根據arp_pa的IP位址從ARP Table的hash中取出，並將其state更新為NUD_FAILED。
這樣在下一次ARP GC時就會被清掉。

使用SIOCGARP命令時，只需要設定arpreq中的arp_pa即可。不過一般我們
不會透過SIOCGARP命令，而是使用/proc/net/arp直接讀取。

以下是SIOCSARP的範例程式：

#include <sys/ioctl.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <net/if.h> 
#include <netinet/if_ether.h>
#include <netinet/in.h>

int set_arp(char * ip, char * mac, char * dev) {
 
 struct arpreq req;
 struct sockaddr_in addr;
 int sockfd, rc;
 unsigned int s_addr;
  
 sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 if(sockfd < 0) {
  return 1;
 }

 /* Inet sockaddr_in struct */
 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 addr.sin_family = AF_INET;
 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
 
 /* ARP arpreq struct */
 memset(&req, 0, sizeof(req));
 memcpy(&req.arp_pa, &addr, sizeof(struct sockaddr));
 memcpy(req.arp_ha.sa_data, mac, 6);
 req.arp_flags = ATF_PERM | ATF_COM;
 strcpy(req.arp_dev, dev);
 
 rc = ioctl(sockfd, SIOCSARP, &req);
 close(sockfd);
 
 return rc;
 
}

Posted in C, Linux, Network

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