C语言操作ARP缓存:获取、添加与删除
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更新于2024-08-03
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"本文介绍了如何使用C语言操作ARP缓存,包括获取、添加和删除ARP缓存中的记录,主要涉及socket编程、ioctl函数以及ARP协议的理解。文章提供了在Ubuntu 20.4上成功编译运行的源代码示例,适用于具有基础socket编程和ioctl知识的网络编程初学者。"
在计算机网络中,ARP(Address Resolution Protocol)缓存是一个关键组件,它存储了局域网内IP地址与MAC地址的对应关系,确保数据能够在不同网络层次间正确传输。当需要发送数据到目标IP地址时,数据链路层需要目标计算机的MAC地址,这时会查询ARP缓存来获取。
在Linux系统中,ARP缓存由内核管理,用户空间的程序不能直接操作它。然而,通过ioctl函数,用户程序可以与内核交互,实现对ARP缓存的操作。以下是利用ioctl操作ARP缓存的三个主要方法:
1. SIOCDARP:此命令用于从ARP缓存中删除指定IP地址对应的记录。
2. SIOCGARP:用于获取ARP缓存中特定IP地址对应的MAC地址记录。
3. SIOCSARP:允许添加新的IP-MAC映射到ARP缓存,同时可以设置记录类型为动态或静态。
除了ioctl方法,还可以通过读取/proc/net/arp文件来查看ARP缓存的当前状态,这是一个内核中的ARP缓存的文本映射。
ARP缓存记录分为动态和静态两种类型。动态记录有一定的生存期,过期后会被自动清除。静态记录则保持永久有效,通常通过ioctl设置的记录可以通过调整arp_flags参数来设定为静态或动态。
当我们执行ping命令向特定IP地址发送ICMP请求时,响应的ARP应答会将相应的IP-MAC映射添加到ARP缓存中。然而,由于动态记录的超时机制,这些记录在一段时间后会失效。Linux内核有一个垃圾清除程序,定期检查并清除已经过期的ARP记录。具体的时间间隔和清理策略涉及内核中的一些变量,如gc_t等。
对于网络编程初学者来说,理解并能熟练运用这些概念和方法是十分重要的,它们有助于深入理解网络通信的底层机制,特别是在局域网环境中的数据传输。通过学习和实践,可以更好地控制和优化网络通信过程,提高程序的效率和可靠性。
2020-04-21 上传
2023-06-07 上传
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2023-10-24 上传
2023-04-06 上传
2023-05-31 上传
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