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【lwip】08-ARP协议一图笔记及源码实现( 四 )

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8.4.6 ARP缓存表超时处理ARP缓存表每条映射记录都是有有效期的（静态除外），在struct etharp_entry的u16_t ctime;这个字段中记录这点钱entry的生存时间 。
ARP超时处理函数是etharp_tmr()，是一个周期定时函数 。
相关宏：
ARP_TMR_INTERVAL：该函数的节拍为ARP_TMR_INTERVAL，默认为1000，即是1秒跑一次 。
ARP_MAXAGE：用于限制ARP条目最大生存时间，默认为300，且节拍为1秒，所以ARP的entry默认最大生存时间是5分钟 。
ARP_MAXPENDING：限制ARP请求响应超时，也是重发ARP请求的次数，默认为5，且节拍为1秒，所以ARP请求响应默认超时为5秒 。
【【lwip】08-ARP协议一图笔记及源码实现】/** * 清除ARP表中过期的表项 * 该函数应该每隔ARP_TMR_INTERVAL毫秒(1秒)调用一次，以使ARP表项过期 */voidetharp_tmr(void){int i;LWIP_DEBUGF(ETHARP_DEBUG, ("etharp_timer\n"));/* 遍历、删除ARP表中过期的表项 */for (i = 0; i < ARP_TABLE_SIZE; ++i) {u8_t state = arp_table[i].state;if (state != ETHARP_STATE_EMPTY /* 跳过空闲态的entry */#if ETHARP_SUPPORT_STATIC_ENTRIES&& (state != ETHARP_STATE_STATIC) /* 跳过静态的entry */#endif /* ETHARP_SUPPORT_STATIC_ENTRIES */) {arp_table[i].ctime++; /* 记录当前entry的生存时间 */if ((arp_table[i].ctime >= ARP_MAXAGE) ||((arp_table[i].state == ETHARP_STATE_PENDING)&&(arp_table[i].ctime >= ARP_MAXPENDING))) { /* entry生存时间超时或者ARP请求超时都要清空本entry *//* pending or stable entry has become old! */LWIP_DEBUGF(ETHARP_DEBUG, ("etharp_timer: expired %s entry %d.\n",arp_table[i].state >= ETHARP_STATE_STABLE ? "stable" : "pending", i));/* 清理刚刚过期的条目 */etharp_free_entry(i);} else if (arp_table[i].state == ETHARP_STATE_STABLE_REREQUESTING_1) {/* 过渡态1更新到过渡态2，为了防止上层在两秒能发起多次ARP更新请求 */arp_table[i].state = ETHARP_STATE_STABLE_REREQUESTING_2;} else if (arp_table[i].state == ETHARP_STATE_STABLE_REREQUESTING_2) {/* 恢复到有效态 。允许ARP */arp_table[i].state = ETHARP_STATE_STABLE;} else if (arp_table[i].state == ETHARP_STATE_PENDING) {/* 还没收到ARP响应，重发ARP请求 */etharp_request(arp_table[i].netif, &arp_table[i].ipaddr);}}}}8.4.7 ARP缓存表entry更新能触发ARP缓存表entry更新的情况：

  1. ARP超时处理 。把过期或者ARP请求超时的arp entry删除 。
  2. IP层发送数据 。经过ARP协议时：
    • arp entry更新：在对应arp entry快过期前发起ARP请求（更新arp entry） 。
    • arp entry新建：ARP缓存表中没有找到对应entry时，新建一个 。
新建arp entry逻辑：
调用etharp_find_entry()函数获取一个entry 。
该函数的参数u8_t flags;表示申请arp entry资源的方式：
  • ETHARP_FLAG_TRY_HARD：允许覆盖已有arp entry 。
    • 在需要新建arp entry，且没有发现空闲的arp entry时，强制覆盖一条 。优先被覆盖的顺序：empty entry > oldest stable entry > oldest pending entry without queued packets > oldest pending entry with queued packets 。
  • ETHARP_FLAG_FIND_ONLY：只读模式 。如果ARP缓存表中没有匹配IP（和网卡）的arp entry，则返回失败，数据包处理终止 。
8.5 ARP协议超时机制框图
【lwip】08-ARP协议一图笔记及源码实现

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8.6 ARP收发报文数据流图
【lwip】08-ARP协议一图笔记及源码实现

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8.7 ARP报文组包源码实现8.7.1 ARP报文数据结构/** the ARP message, see RFC 826 ("Packet format") */struct etharp_hdr {PACK_STRUCT_FIELD(u16_t hwtype); /* 硬件类型 */PACK_STRUCT_FIELD(u16_t proto); /* 协议类型 */PACK_STRUCT_FLD_8(u8_thwlen); /* 硬件地址长度 */PACK_STRUCT_FLD_8(u8_tprotolen); /* 协议地址长度 */PACK_STRUCT_FIELD(u16_t opcode); /* 操作字段 */PACK_STRUCT_FLD_S(struct eth_addr shwaddr); /* 源硬件地址 */PACK_STRUCT_FLD_S(struct ip4_addr_wordaligned sipaddr); /* 源协议地址 */PACK_STRUCT_FLD_S(struct eth_addr dhwaddr); /* 目标硬件地址 */PACK_STRUCT_FLD_S(struct ip4_addr_wordaligned dipaddr); /* 目标协议地址 */} PACK_STRUCT_STRUCT;

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