Linux rp_filter、arp_filter、arp_ignore、arp

Linux rp_filter、arp_filter、arp_ignore、arp_announce参数说明。我查看了参考资料，又去查阅了官方文档，凭着我的理解整理了以下文档。各位大神的文档写的很好，但都不喜欢断句啊，读的我这叫一个累。

参考

1.网络编程之网络丢包故障怎样定位怎样处理
2.linux参数arp_filter,arp_ignoe,arp_announce，rp_filter详解
3.Linux rp_filter和arp_filter参数浅析
4.【linux】修改arp_ignore、arp_announce、rp_filter、accept_local |内核调优
5.Linux内核参数之arp_ignore和arp_announce
6.LVS负载均衡（LVS简介、三种工作模式、十种调度算法）
7.官方文档：kernel IP Sysctl

概念

在这里插入图片描述

rp_filter

rp_filter全称reverse path filter用于控制系统是否开启对数据包源地址的校验。这是一个网卡级别的参数也就是说每张网卡可以设置不同的值。此参数有三个值0、1、2具体含义。

详见：kernel IP Sysctl
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0：不开启源地址校验，默认值。

1：开启严格的反向路由校验。对每个进来的数据包校验其反向路由是否是最佳路由，即接收报文的网卡和响应数据的网卡是否是同一张网卡。如果反向路由不是最佳路由，则直接丢弃该数据包。

2：开启松散的反向路由校验。对每个进来的数据包校验其源地址是否可达，即反向路由是否能通过任意网卡到达，如果反向路由不通，则直接丢弃该数据包。

什么是反向路由校验
所谓反向路由校验，就是在一个网卡收到数据包后，把源地址和目标地址对调后查找路由出口，从而得到反转后路由出口。然后根据反向路由出口进行过滤。

当rp_filter的值为1时，要求反向路由的出口必须与数据包的入口网卡是同一块，否则就会丢弃数据包。
当rp_filter的值为2时，要求反向路由必须是可达的，如果反路由不可达，则会丢弃数据包。

arp_filter

arp_filter和rp_filter类似都是进行反向路由检验，不过是专门针对arp协议的。而且行为也有所不同。

详见：kernel IP Sysctl
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当arp_filter设置为0时，如果从某张网卡上收到了一个arp请求，同时目标ip在此主机上，不论目标ip是否在接收到此arp请求的网卡上，那么主机都会进行响应，响应的mac地址为接收到此请求的网卡的mac地址（注意此mac地址不一定是目标ip所在网卡的mac地址，目标IP网卡与接收请求的网卡不是同一个）。
0是默认值，表示回应arp请求的时候不检查网卡情况

当arp_filter设置为1时，如果从某张网卡上收到了一个arp请求，同时目标ip在此主机上，且不要求目标ip一定在接收到此arp请求的网卡上（arp_ignore优先于arp_filter。不要求目标ip一定在接收到此arp请求的网卡，即不适用arp_ignore 1-2的情况），那么主机便会查询到此请求的源ip的路由是通过哪张网卡，如果是接收到此arp请求的网卡则发送arp响应，响应的mac地址为接收到此请求的网卡的mac地址。
1表示回应arp请求时会检查网卡是否和接收arp请求的网卡一致，不一致就不回应

arp_ignore

定义对目标地址为本机IP的ARP查询的不同应答模式。

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详见：kernel IP Sysctl

整型值的范围为0-8常用的只有0 1 2，默认为0。

0(默认值)回应任何网络接口上对任何本地IP地址的arp查询请求，比如eth0=192.168.0.1/24, eth1=10.1.1.1/24,那么即使eth0收到来自10.1.1.2这样地址发起的对10.1.1.1的arp查询也会回应——而原本这个请求该是出现在eth1上也该由eth1回应的响应的mac自然是eth0的mac。
0是响应任意网卡上接收到的对本机IP地址的arp请求（包括环回网卡上的地址），而不管该目标IP是否在接收网卡上。

1 只回应目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求。
比如：eth0=192.168.0.1/24, eth1=10.1.1.1/24,那么当eth0收到对192.168.0.1的查询请求时会进行回复(不论arp请求源地址是啥)，而对待查询的ip为10.1.1.1的arp查询不会进行回复
1 只响应目标IP地址为接收网卡上的本地地址的arp请求。

2 只回应目标IP地址是来访网络接口本地地址，并且请求源IP必须在该网络接口的子网段内的ARP查询请求。
比如：eth0=192.168.0.1/24, eth1=10.1.1.1/24, eth0收到对192.168.0.1的查询请求源地址为 10.1.1.2(不同网段)不会回答，而会回答192.168.0.2发起的对192.168.0.1的arp查询请求
2 只响应目标IP地址为接收网卡上的本地地址的arp请求，并且arp请求的源IP必须和接收网卡同网段。

3 不回应配置为scope host的的本地地址。只回应配置为scope global和scope link的本地地址。

4~7 保留未使用

8 不回应所有的arp请求

IP 的SCOPE-ID的说明

// 查看man ip address手册
root@ubuntu22-25:~# man ip address
IP-ADDRESS(8)                                                              Linux                                                              IP-ADDRESS(8)

NAME
       ip-address - protocol address management

SYNOPSIS
       ip [ OPTIONS ] address  { COMMAND | help }

       ip address { add | change | replace } IFADDR dev IFNAME [ LIFETIME ] [ CONFFLAG-LIST ]

       ip address del IFADDR dev IFNAME [ mngtmpaddr ]

       ip address { save | flush } [ dev IFNAME ] [ scope SCOPE-ID ] [ metric METRIC ] [ to PREFIX ] [ FLAG-LIST ] [ label PATTERN ] [ up ]

       ip address [ show [ dev IFNAME ] [ scope SCOPE-ID ] [ to PREFIX ] [ FLAG-LIST ] [ label PATTERN ] [ master DEVICE ] [ type TYPE ] [ vrf NAME ] [ up
               ] ]

       ip address { showdump | restore }

       IFADDR := PREFIX | ADDR peer PREFIX [ broadcast ADDR ] [ anycast ADDR ] [ label LABEL ] [ scope SCOPE-ID ]

       SCOPE-ID := [ host | link | global | NUMBER ]
       
......

       scope SCOPE_VALUE
              the scope of the area where this address is valid.  The available scopes are listed in file /etc/iproute2/rt_scopes.  Predefined scope values
              are:

                      global - the address is globally valid.

                      site - (IPv6 only, deprecated) the address is site local, i.e. it is valid inside this site.

                      link - the address is link local, i.e. it is valid only on this device.

                      host - the address is valid only inside this host.

arp_announce

arp_announce的作用是控制系统在对外发送arp请求时，如何选择arp请求数据包的源IP地址。

详见：kernel IP Sysctl
在这里插入图片描述

0：默认值，允许使用任意网卡上的IP地址作为arp请求的源IP。通常就是使用数据包的源IP（注意源IP可能不是发送网卡的IP，源IP与发送网卡mac不对应）。
比如：eth0=192.168.1.1/24，eth1=10.1.1.1/24，要发送的数据包源IP=192.168.1.1，目标IP=10.1.1.200/24，那么发送arp请求会使用源IP=192.168.1.1（eth0的IP）和mac地址=eth1（10.1.1.1/24）的mac。

1：尽量避免使用不属于该发送网卡子网的本地地址作为发送arp请求的源IP地址。当发送arp请求时，会先检查所有子网，查看是否存在包含目标ip的子网（同网段）。如果存在，那么使用该子网IP发送；如果不存在，使用参数2的方式发送。（我理解如果两块网卡配置同段IP，其中一块作为发送网卡的情况下，会与参数2有所区别。）

2：忽略数据包的源IP地址，选择该发送网卡上最合适的本地地址作为arp请求的源IP地址。当发送arp请求时，会先检查所有子网，优先选择包含目标IP的子网所对应的IP。如果不存在包含目标IP的子网，那么会使用外发网卡或所有网卡的第一个IP。
比如：eth0=192.168.1.1/24，eth1=10.1.1.1/24，要发送的数据包源IP=192.168.1.1，目标IP=10.1.1.200/24，那么发送arp请求会使用源IP=10.1.1.1（eth1的IP）和mac地址=eth1（10.1.1.1/24）的mac。

补充：arp_ignore和arp_announce参数在DR模式下的作用

什么是DR

详见：LVS负载均衡（LVS简介、三种工作模式、十种调度算法）

配置arp_ignore为1

因为DR模式下，每个真实服务器节点都要在环回网卡上绑定虚拟服务IP。这时候，如果客户端对于虚拟服务IP的arp请求广播到了各个真实服务器节点，如果arp_ignore参数配置为0，则各个真实服务器节点都会响应该arp请求，此时客户端就无法正确获取LVS节点上正确的虚拟服务IP所在网卡的MAC地址。假如某个真实服务器节点A的网卡eth1响应了该arp请求，客户端把A节点的eth1网卡的MAC地址误认为是LVS节点的虚拟服务IP所在网卡的MAC，从而将业务请求消息直接发到了A节点的eth1网卡。这时候虽然因为A节点在环回网卡上也绑定了虚拟服务IP，所以A节点也能正常处理请求，业务暂时不会受到影响。但时此时由于客户端请求没有发到LVS的虚拟服务IP上，所以LVS的负载均衡能力没有生效。造成的后果就是，A节点一直在单节点运行，业务量过大时可能会出现性能瓶颈。

所以DR模式下要求arp_ignore参数要求配置为1。