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：
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：
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：
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：
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：
抓包效果如下：
四、资源下载
本文涉及资源可从如下渠道获取：