1. 写在前面
Address Resolution Protocol (ARP) 处理 Internet Protocol (IP) 地址和 Media Access Control (MAC)地址之间的映射。Linux 将所有此类映射存储在本地系统缓存中，称为 ARP 表。
在本教程中，我们将探讨显示和控制 ARP 表的主要 Linux 命令：
首先，我们简要介绍 ARP 缓存和由此产生的表结构。接下来，我们安装一个工具来管理这个结构。之后，我们将讨论显示 ARP 表的方法。随后，我们将解释代理 ARP 和缓存过滤。最后，我们将深入探讨创建和删除 ARP 缓存条目。
2. ARP 缓存
在 IPv4 中，当主机需要和目标主机通信时，必须先通过 ARP 协议获得目的主机的链路层地址（ARP 将 IP 映射到 MAC 地址）。因此它与 IPv4 一起在开放系统互连（OSI）模型的第 2 层（数据链路层）和第 3 层（网络层）之间工作。
在 IPv6 中，同样需要从 IP 地址解析到链路层地址的功能。NDP（Neighbor Discovery Protocol）协议实现了这个功能。
NDP（Neighbor Discovery Protocol）是 IPv6 协议体系中一个重要的基础协议。NDP 协议替代了 IPv4 的 ARP（Address Resolution Protocol）和 ICMP 路由器发现（Router Discovery）。这里就不展开介绍。
除了处理映射，ARP 还允许通过请求发现网络上的主机。事实上，我们可以通过 arping 命令将 ARP 用作第 2 层的 ping。
一旦我们通过读取响应或广播看到任何主机，本地 ARP 缓存就会以表格的形式存储数据：
+--------------+-------------------+
| IP Address | MAC Address |
+--------------+-------------------+
| 192.168.1.2 | DE-AD-BE-EF-06-66 |
| 192.168.1.3 | FE-ED-1D-EA-F0-10 |
| 192.168.1.4 | 01-00-01-BE-E0-01 |
+--------------+-------------------+
通常，Linux ARP 表可通过 /proc/net/arp 文件获取：
root@dev:~# cat /proc/net/arp
-------------------------------------------------------------------------------------
IP address HW type Flags HW address Mask Device
172.20.0.3 0x1 0x2 02:42:ac:14:00:03 * br-2c9e6051f755
10.100.0.1 0x1 0x2 08:4f:a9:7c:5d:51 * ens3
172.20.0.2 0x1 0x2 02:42:ac:14:00:02 * br-2c9e6051f755
172.20.0.5 0x1 0x2 02:42:ac:14:00:05 * br-2c9e6051f755
172.20.0.10 0x1 0x2 02:42:ac:14:00:0a * br-2c9e6051f755
10.100.0.11 0x1 0x2 fa:16:3e:4a:e1:14 * ens3
172.20.0.13 0x1 0x2 02:42:ac:14:00:0d * br-2c9e6051f755
172.20.0.9 0x1 0x2 02:42:ac:14:00:09 * br-2c9e6051f755
172.20.0.7 0x1 0x2 02:42:ac:14:00:07 * br-2c9e6051f755
注意：上述表格中的 MAC 地址与 /proc/net/arp MAC 地址有不同的分隔符，这两种分隔符都有效，取决于工具和上下文。
3. 如何使用 arp ？
3.1 安装
安装：许多 Linux 发行版都包含 arp，也可通过以下命令进行安装：
# Debian and Ubuntu systems
sudo apt-get install net-tools
# CentOS and similar OSs
sudo yum install net-tools
3.2 语法
基本语法：arp [-vn] [-H type] [-i if] [-ae] [hostname]
常用参数：
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| -a | 显示所有条目 |
| -d | 删除指定条目 |
| -D | 使用硬件地址 |
| -e | 设置显示风格 |
| -f | IP地址与MAC地址静态映射 |
| -g | 显示ARP缓存列表 |
| -H | 设置地址类型 |
| -i | 设置网络接口 |
| -n | 使用数字方式显示条目 |
| -v | 显示执行过程详细信息 |
| –version | 显示版本信息 |
4. 通过 arp 显示 ARP 表
要显示 ARP 缓存中的当前条目，只需运行 arp（不带任何参数）或 -e：
root@dev:~# arp
-------------------------------------------------------------------------------------
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
172.20.0.3 ether 02:42:ac:14:00:03 C br-2c9e6051f755
_gateway ether 08:4f:a9:7c:5d:51 C ens3
172.20.0.2 ether 02:42:ac:14:00:02 C br-2c9e6051f755
172.20.0.5 ether 02:42:ac:14:00:05 C br-2c9e6051f755
172.20.0.10 ether 02:42:ac:14:00:0a C br-2c9e6051f755
10.100.0.11 ether fa:16:3e:4a:e1:14 C ens3
172.20.0.13 ether 02:42:ac:14:00:0d C br-2c9e6051f755
172.20.0.9 ether 02:42:ac:14:00:09 C br-2c9e6051f755
172.20.0.7 ether 02:42:ac:14:00:07 C br-2c9e6051f755
与前面的示例不同，实际 arp 表有更多字段：
• Address, 设备的 IPv4 地址;
• HWtype, 链路类型，其中 ether 表示以太网，
支持：ash(Ash), ether(Ethernet),
ax25(AMPR AX.25), netrom (AMPR NET/ROM),
rose (AMPR ROSE), arcnet (ARCnet),
dlci (Frame Relay DLCI),
fddi (Fiber Distributed Data Interface),
hippi (HIPPI), irda (IrLAP),
x25 (generic X.25), eui64 (Generic EUI-64);
• HWaddress, 设备的 MAC 地址;
• Flags, 一个或多个:C (complete)、 M (permanent)、P (published);
C（complete）表示我们的 ARP 查询得到了响应，主机条目已完全配置;
M（permanent），即静态条目，不会过期，通常是手动添加的，但不使用临时参数;
P (published)，标记条目与代理 ARP 有关;
• Mask, 可选 IPv4 掩码（netmask）；
• Iface, 本地接口；
通过 -a 参数，输出 BSD 风格的列表，更容易解析：
root@dev:~# arp -a
-------------------------------------------------------------------------------------
? (172.20.0.3) at 02:42:ac:14:00:03 [ether] on br-2c9e6051f755
_gateway (10.100.0.1) at 08:4f:a9:7c:5d:51 [ether] on ens3
? (172.20.0.2) at 02:42:ac:14:00:02 [ether] on br-2c9e6051f755
? (172.20.0.5) at 02:42:ac:14:00:05 [ether] on br-2c9e6051f755
? (172.20.0.10) at 02:42:ac:14:00:0a [ether] on br-2c9e6051f755
? (10.100.0.11) at fa:16:3e:4a:e1:14 [ether] on ens3
? (172.20.0.13) at 02:42:ac:14:00:0d [ether] on br-2c9e6051f755
? (172.20.0.9) at 02:42:ac:14:00:09 [ether] on br-2c9e6051f755
? (172.20.0.7) at 02:42:ac:14:00:07 [ether] on br-2c9e6051f755
5. Proxy ARP
虽然不建议使用代理服务器，但我们可以指定一个代理服务器来处理对本地网络以外 IP 地址的请求。这样，代理服务器就会用自己的 MAC 地址来响应对其范围内任何此类 IP 地址的 ARP 请求。
arp 192.168.6.68
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
192.168.6.68 ether 08-00-08-EB-E0-68 CP 255.255.255.0 eth0
通过掩码，显示 Proxy IP 地址范围。从 Linux 内核 2.2.0 版开始，默认情况下不允许整个子网的 ARP 条目。
6. arp 过滤
使用 HWtype (-H) 或 Iface (-i) 字段来过滤结果。
• -H for HWtype
• -i for Iface
root@dev:~# arp -H ether
-------------------------------------------------------------------------------------
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
172.20.0.3 ether 02:42:ac:14:00:03 C br-2c9e6051f755
_gateway ether 08:4f:a9:7c:5d:51 C ens3
172.20.0.2 ether 02:42:ac:14:00:02 C br-2c9e6051f755
172.20.0.5 ether 02:42:ac:14:00:05 C br-2c9e6051f755
172.20.0.10 ether 02:42:ac:14:00:0a C br-2c9e6051f755
10.100.0.11 ether fa:16:3e:4a:e1:14 C ens3
172.20.0.13 ether 02:42:ac:14:00:0d C br-2c9e6051f755
172.20.0.9 ether 02:42:ac:14:00:09 C br-2c9e6051f755
172.20.0.7 ether 02:42:ac:14:00:07 C br-2c9e6051f755
-H 标志的参数可以是 ether（以太网）、arcnet、pronnet、ax25 和 netrom等;
root@dev:~# arp -i ens3
-------------------------------------------------------------------------------------
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
_gateway ether 08:4f:a9:7c:5d:51 C ens3
10.100.0.11 ether fa:16:3e:4a:e1:14 C ens3
或者，通过 address 字段向 arp 过滤器提供地址：
root@dev:~# arp 172.20.0.2
-------------------------------------------------------------------------------------
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
172.20.0.2 ether 02:42:ac:14:00:02 C br-2c9e6051f755
在这里，我们只能看到我们请求的条目。
7. 使用 arp 处理 ARP 条目
我们也可以使用 arp 来修改 ARP 表。
7.1 添加单个 ARP 条目
要在 ARP 表中手动加入一个简单条目，我们使用 -s：
$ arp -s 192.168.6.99 10:99:90:BE:EF:99
$ arp 192.168.6.99
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
192.168.6.99 ether 10:99:90:BE:EF:99 CM eth0
没有使用临时指定符，因此 Flags 字段现在包含了 M 永久标记。如果我们想使用自己的 MAC 地址，那么 -D 标志与本地接口相结合，就可以取代 HWaddr 条目。这对代理 ARP 很有用。也可以通过 -H 指定 HWtype，通过 -i 指定 Iface。
示例：
$ arp -v -i eth0 -H ether -s 192.168.6.100 10:99:90:BE:E1:00
arp: SIOCSARP()
$ arp -v 192.168.6.100
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
192.168.6.100 ether 10:99:90:BE:E1:00 CM eth0
Entries: 3 Skipped: 2 Found: 1
这里为条目指定接口和硬件地址类型，同时使用 -v 显示执行过程详细信息。verbosity 会显示任何函数调用（SIOCSARP()）以及其他信息。
7.2 添加多个 ARP 条目
当涉及许多 ARP 条目时，文件可能是一种更简便的添加方法。首先，我们以预定义的格式创建文件：
HOST_OR_IP MAC_ADDRESS [temp,pub] [netmask NETMASK]
接下来，我们使用 -f 选项，告诉 arp 使用提供的文件路径作为每个映射的源代码。
示例：
$ cat /arps
192.168.6.66 DE-AD-BE-EF-06-66 temp
192.168.6.10 FE-ED-1D-EA-F0-10
192.168.6.1 01-00-01-BE-E0-01
$ arp -v
Entries: 0 Skipped: 0 Found: 0
$ arp -f /arps
$ arp -v
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
192.168.6.66 ether DE-AD-BE-EF-06-66 C eth0
192.168.6.10 ether FE-ED-1D-EA-F0-10 CM eth0
192.168.6.1 ether 01-00-01-BE-E0-01 CM eth0
Entries: 3 Skipped: 0 Found: 3
7.3 删除 ARP 条目
要从系统 ARP 表中删除映射，我们需要使用 -d 标志，并至少包含一个主机名或 IP 地址：
$ arp -d 192.168.6.100
? (192.168.6.100) at 10:99:90:be:e1:00 [ether] PERM on eth0
$ arp -d 192.168.6.100
$ arp 192.168.6.100
arp: in 2 entries no match found.
这里，验证主机 192.168.6.100 的 ARP 条目是否存在，然后将其删除并确认操作结果。和其他操作一样，我们可以用 -i指定条目的接口。
8. 小结
在本文中，我们浅浅的介绍了下 arp 命令及其选项。总之，虽然 Linux 内核会在 /proc/net/arp 中提供 ARP 信息，但我们可以使用 arp 工具以更人性化的方式显示和修改 ARP 表。
后续将会进一步详细介绍ARP：动态ARP、静态ARP、ARP老化机制、ARP报名等。
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原文始发于微信公众号（滑翔的纸飞机）：Linux 中的 arp 命令（附示例）
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