python3发送Gratuitous ARP更新vip绑定关系

操作系统：CentOS 7.6_x64

Python版本：3.9.12

FreeSWITCH版本：1.10.9

高可用场景下，vip切换完成后需要发送arp广播更新ip和mac地址的绑定关系，如果不及时发广播，会导致tcp重连等问题。

今天记录下python3如何使用arp广播更新ip和mac地址的绑定关系，我将从以下几个方面进行展开：

Gratuitous ARP及在keepalived中的使用
使用arping工具发送arp广播
使用python2和python3发arp广播
提供示例代码及运行效果视频

一、Gratuitous ARP及在keepalived中的使用

1、 Gratuitous ARP 介绍

关于Gratuitous ARP的介绍，可以参考这里：

https://wiki.wireshark.org/Gratuitous_ARP

其中，有一个作用正是我们需要的：

更新其他主机的 ARP 缓存表。

2、Gratuitous ARP在keepalived中的使用

2.1 安装keepalived

keepalived官网：https://keepalived.org/

CentOS 7.6_x64安装keepalived命令：

yum install keepalived

版本：1.3.5

2.2 配置keepalived

这里以freeswitch为例进行配置。

1）主机

机器：192.168.137.32

vip：192.168.137.201

路径：/etc/keepalived/keepalived.conf

内容：

! Configuration File for keepalived

global_defs {

   script_user root

   enable_script_security

   notification_email {

   }

   router_id FREESW

}

vrrp_script chk_fs {

    script "/etc/keepalived/check.sh"

    interval 2

    timeout 3

    weight -100

}

vrrp_instance VI_FREESW {

    state BACKUP

    interface enp0s3

    virtual_router_id 201

    priority 120

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    notify_master "/etc/keepalived/notify.sh"

    virtual_ipaddress {

        192.168.137.201/24 dev enp0s3

    }

    track_script {

        chk_fs

    }

    smtp_alert

}

2）备机

机器：192.168.137.31

vip：192.168.137.201

路径：/etc/keepalived/keepalived.conf

内容：

! Configuration File for keepalived

global_defs {

   script_user root

   enable_script_security

   notification_email {

   }

   router_id FREESW

}

vrrp_script chk_fs {

    script "/etc/keepalived/check.sh"

    interval 2

    timeout 3

    weight -20

}

vrrp_instance VI_FREESW {

    state BACKUP

    interface enp0s3

    virtual_router_id 201

    priority 100

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.137.201/24 dev enp0s3

    }

    track_script {

        chk_fs

    }

    smtp_alert

}

2.3、进程检测脚本

路径：/etc/keepalived/check.sh

内容：

#!/bin/bash

ProcNumber=`ps aux|grep [f]reeswitch | wc -l`

if [ $ProcNumber -le 0 ];then

    echo "freeswitch is not run"

    echo  $(date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S") "freeswitch exception, try restart \n" >> /etc/keepalived/check.log

    freeswitch -nc -nonat

    exit 1;

else

    echo "freeswitch is running.."

    exit 0;

fi

2.4 master状态通知脚本

路径：/etc/keepalived/notify.sh

内容：

#! /bin/bash

echo  $(date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S") "current is master" >> /etc/keepalived/notify.log

2.5 关闭selinux

需要关闭selinux,否则回调脚本无法被调用。

临时关闭：

setenforce 0

永久关闭：

vi /etc/sysconfig/selinux

SELINUX=disabled

2.6 启动keepalived

启动keepalived服务及开机启动：

systemctl start keepalived

systemctl enable keepalived

2.7 keepalived发送arp广播

抓包命令：tcpdump -i enp0s3 arp -w arp.pcap

数据包打开效果：

运行效果视频可从如下渠道获取：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 2024010101 获取。

二、使用arping工具发送arp广播

arping工具可以发送arp广播，该工具需要使用root权限，否则广播无法发出去。

参考文档：

https://linux.die.net/man/8/arping

也可直接在控制台输入如下命令获取帮助文档：

man arping

示例如下：

ip addr add 192.168.137.202/24 dev enp0s3

arping -U 192.168.137.202 -I enp0s3 -c 5 -b

其中，第一条命令是添加vip，第二条命令是使用arping工具进行arp广播的发送：-c 5参数是发5个包。

抓包效果如下：

运行效果视频可从如下渠道获取：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 2024010102 获取。

三、使用python3发arp广播

python发送arp广播要使用rawsocket，需要具备root权限。

目前还没有找到直接使用python3发送arp广播的库，可以自己根据原理写一个，也可以基于前人的基础进行改造（目前选用的是这个）。有两个使用python2发送arping广播的库，这里先介绍下，稍后再描述改造方法。

1） arprequest库

只适用于python2，地址：

https://pypi.org/project/arprequest/

安装：

tar zxvf arprequest-0.3.tar.gz

cd arprequest-0.3

python setup.py build

python setup.py install

使用示例（py2ArpTest1.py）：

import os

from arprequest import ArpRequest

vip = "192.168.137.202"

dev = "enp0s3"

os.system("ip addr add %s/24 dev %s" % (vip,dev))

ar = ArpRequest(vip,dev)

for i in range(5):

    ar.request()

抓包结果示例：

运行效果视频可从如下渠道获取：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 2024010103 获取。

2） send_arp库

在GitHub上找到的一个库，是用python2写的，地址：

https://github.com/krig/send_arp.py

可以改造成兼容python3的版本，示例如下(py3ArpTest1.py)：

完整代码可从如下渠道获取：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 20240101 获取。

测试脚本如下(py3Test1.sh)：

#! /bin/bash

ip addr add 192.168.137.202/24 dev enp0s3

source /root/python39/env.sh

/root/python39/bin/python3.9 py3ArpTest1.py enp0s3 192.168.137.202 auto 192.168.137.202 255.255.255.255

关于在CentOS环境下如何使用python3.9可参考如下文章：

https://www.cnblogs.com/MikeZhang/p/centos7-install-py39-20220704.html

抓包效果如下：

运行效果视频可从如下渠道获取：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 2024010104 获取。

四、资源下载

本文涉及资源可从如下渠道获取：

关注微信公众号（聊聊博文，文末可扫码）后回复 20240101 获取。