【用TCP/IP實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連-卷二】ARP設(shè)計(jì)

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ARP屬于網(wǎng)絡(luò)接口層，它形成了只能使用IP地址的上層協(xié)議軟件和只能使用硬件地址的下層設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序軟件之間的分界線。

ARP軟件可以分為3個(gè)模塊：輸出模塊，輸入模塊，高速緩存管理程序。
發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)接口軟件調(diào)用輸出模塊的一個(gè)過程，完成IP和物理地址的綁定，然后進(jìn)行封裝和發(fā)送分組。
輸入模塊處理來自網(wǎng)絡(luò)的ARP分組，并通過增加新的綁定來修改ARP緩存中的內(nèi)容。
高速緩存管理程序?qū)崿F(xiàn)高速緩存替換策略，刪除已經(jīng)達(dá)到規(guī)定時(shí)限的表項(xiàng)。

設(shè)計(jì)方案舉例：

1.ARP高速緩存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
struct arpentry
這個(gè)結(jié)構(gòu)包括：
1）與綁定有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：硬件地址，IP地址....
2）表項(xiàng)的狀態(tài)：空閑，正在使用但是綁定尚未找到，正在使用綁定正確
3）發(fā)送此綁定的網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)
4）狀態(tài)信息：能在高速緩存中保留的時(shí)間，請(qǐng)求分組已經(jīng)被廣播的次數(shù)...

struct arp
這個(gè)結(jié)構(gòu)定義了ARP分組的格式

2.ARP輸出處理
1）網(wǎng)絡(luò)輸出進(jìn)程（netwrite）調(diào)用arpfind，搜索ARP緩存中的匹配表項(xiàng)
2）如果找到可以匹配的表項(xiàng)則發(fā)送數(shù)據(jù)
3）如果沒有則分配一個(gè)表項(xiàng)，一旦ARP緩存為某IP地址分配表項(xiàng)后，網(wǎng)絡(luò)接口軟件調(diào)用arpsend廣播獲取物理地址的ARP分組，metwrite返回主調(diào)程序，將待發(fā)送分組放入隊(duì)列中等待發(fā)送。

3.ARP輸入處理
arpadd：讀取網(wǎng)路傳送來的ARP分組，為它在高速緩存中分配一個(gè)表項(xiàng)，利用ARP分組中的信息填寫此表項(xiàng)。
arpqsend：ARP輸出過程將正在等待地址轉(zhuǎn)換的分組保存在隊(duì)列中ARP輸入過程使用arpqsend發(fā)送正在等待發(fā)送的數(shù)據(jù)分組保存在隊(duì)列中，當(dāng)一個(gè)含有地址轉(zhuǎn)換所需信息的ARP分組到達(dá)時(shí)，ARP輸入過程調(diào)用arpqsend發(fā)送等待發(fā)送的數(shù)據(jù)分組。

arp_in：當(dāng)一個(gè)ARP分組到達(dá)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備程序?qū)⑵鋫鬟f給arp_in做進(jìn)一步處理，ARP分組可能是REQUEST或者REPLY，arp_in分別作出不同處理。在此期間會(huì)調(diào)用arpadd建立表項(xiàng)。

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