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:

复制代码
! 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:

复制代码
! 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:

复制代码
#!/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:

复制代码
#! /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:

复制代码
setenforce 0

永久关闭:

复制代码
vi /etc/sysconfig/selinux
SELINUX=disabled

2.6 启动keepalived

启动keepalived服务及开机启动:

复制代码
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:

复制代码
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:

复制代码
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):

复制代码
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):

复制代码
#! /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。

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