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：

1. ! Configuration File for keepalived
3. global_defs {
4.    script_user root
5.    enable_script_security
6.    notification_email {
7.    }
8.    router_id FREESW
9. }
11. vrrp_script chk_fs {
12.     script "/etc/keepalived/check.sh"
13.     interval 2
14.     timeout 3
15.     weight -100
16. }
18. vrrp_instance VI_FREESW {
19.     state BACKUP
20.     interface enp0s3
21.     virtual_router_id 201
22.     priority 120
23.     advert_int 1
24.     authentication {
25.         auth_type PASS
26.         auth_pass 1111
27.     }
28.     notify_master "/etc/keepalived/notify.sh"
29.     virtual_ipaddress {
30.         192.168.137.201/24 dev enp0s3
31.     }
33.     track_script {
34.         chk_fs
35.     }
36.     smtp_alert
38. }

复制代码

2） 备机
机器：192.168.137.31
vip：192.168.137.201
路径：/etc/keepalived/keepalived.conf
内容：

1. ! Configuration File for keepalived
3. global_defs {
4.    script_user root
5.    enable_script_security
6.    notification_email {
7.    }
8.    router_id FREESW
9. }
11. vrrp_script chk_fs {
12.     script "/etc/keepalived/check.sh"
13.     interval 2
14.     timeout 3
15.     weight -20
16. }
18. vrrp_instance VI_FREESW {
19.     state BACKUP
20.     interface enp0s3
21.     virtual_router_id 201
22.     priority 100
23.     advert_int 1
24.     authentication {
25.         auth_type PASS
26.         auth_pass 1111
27.     }
29.     virtual_ipaddress {
30.         192.168.137.201/24 dev enp0s3
31.     }
33.     track_script {
34.         chk_fs
35.     }
36.     smtp_alert
38. }

复制代码

2.3、进程检测脚本
路径：/etc/keepalived/check.sh
内容：

1. #!/bin/bash
3. ProcNumber=`ps aux|grep [f]reeswitch | wc -l`
5. if [ $ProcNumber -le 0 ];then
6.     echo "freeswitch is not run"
7.     echo  $(date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S") "freeswitch exception, try restart \n" >> /etc/keepalived/check.log
8.     freeswitch -nc -nonat
9.     exit 1;
10. else
11.     echo "freeswitch is running.."
12.     exit 0;
13. fi

复制代码

2.4 master状态通知脚本
路径：/etc/keepalived/notify.sh
内容：

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

复制代码

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：

1. setenforce 0

复制代码

永久关闭：

1. vi /etc/sysconfig/selinux
2. SELINUX=disabled

复制代码

2.6 启动keepalived
启动keepalived服务及开机启动：

1. systemctl start keepalived
2. systemctl enable keepalived

复制代码

 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：

1. ip addr add 192.168.137.202/24 dev enp0s3
2. arping -U 192.168.137.202 -I enp0s3 -c 5 -b

复制代码

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：

1. tar zxvf arprequest-0.3.tar.gz
2. cd arprequest-0.3
3. python setup.py build
4. python setup.py install

复制代码

使用示例（py2ArpTest1.py）：

1. import os
2. from arprequest import ArpRequest
4. vip = "192.168.137.202"
5. dev = "enp0s3"
7. os.system("ip addr add %s/24 dev %s" % (vip,dev))
9. ar = ArpRequest(vip,dev)
10. for i in range(5):
11.     ar.request()

复制代码

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)：

1. #! /bin/bash
3. ip addr add 192.168.137.202/24 dev enp0s3
5. source /root/python39/env.sh
6. /root/python39/bin/python3.9 py3ArpTest1.py enp0s3 192.168.137.202 auto 192.168.137.202 255.255.255.255

复制代码

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。

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