cs144网络课程4 network interface

环境

https://cs144.github.io/assignments/check4.pdf

commit lab3的代码。

merge lab4的代码
git merge origin/check4-startercode

编译/测试
cmake --build build
cmake --build build --target check4

network interface

隔了两个月继续做lab。前面的代码细节忘了很多，但仍能很快上手，继续下面的lab。
这也是这些协议分层的好处，可以不用纠结某些细节。只要有一定基础知识，就能把握住整体流程。

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network interface其实是要实现arp协议，完成NetworkInterface类。
An Ethernet Address Resolution Protocol(https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc826)

从tests/net_interface.cc看流程。可以从测试程序推出大部分逻辑。

InternetDatagram即IPv4Datagram。包含一个IPv4Header和一个Buffer数组payload。

IPv4Header包含ip头信息。
INTERNET PROTOCOL(https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc791)

make_datagram用两个ip地址生成一个ip包。payload是”hello”。

SendDatagram调用NetworkInterface的send_datagram发ip包。

EthernetFrame包含EthernetHeader和Buffer数组payload。

EthernetHeader包含源和目标的以太网地址EthernetAddress。和包的长度和类型等。
类型可以是ip包，或者arp请求。

ETHERNET_BROADCAST是一个特殊的地址。 constexpr EthernetAddress ETHERNET_BROADCAST = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };

它ExpectFrame一个ETHERNET_BROADCAST的包。意思就是初始状态调用send_datagram时，我们得按协议流程生成一个arp请求。
因为初始状态我们没有任何地址转换信息，必须广播arp请求，获取到网络上的arp信息，然后才能把ip包发到对应的地址。
这个就是arp的基本功能。

我们network interface的地址数据是在测试初始化时指定的。
const EthernetAddress local_eth = random_private_ethernet_address(); NetworkInterfaceTestHarness test { "typical ARP workflow", local_eth, Address( "4.3.2.1", 0 ) };

Address即ip地址。需要维护Address到EthernetAddress的对应关系。

Serializer相关在util/parser.hh。

SendDatagram { datagram, Address( "192.168.0.1", 0 ) }发ip包到”192.168.0.1”。
此时不知道”192.168.0.1”的以太网地址，所以要发arp请求它的以太网地址。
( ARPMessage::OPCODE_REQUEST, local_eth, "4.3.2.1", {}, "192.168.0.1" ) 并且发ip包的请求需要存起来。等arp请求得到回复后，再发这个ip包。

然后测试程序生成一个随机target_eth作为回复，我们在NetworkInterface::recv_frame里处理这个回复，维护地址的对应关系。
此时要把之前发ip包的请求发出。

recv_frame收到的数据，如果目标以太网地址不是我们的地址，忽略。

recv_frame收到ip包时，解析并返回ip包，也就是交给上层协议继续处理。

到此可以通过第一个基本测试。

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别人发到我这的，如果请求的是我的ip转换，要返回我的以太网地址。

如果别人请求我arp时，如果它的ip转换在我这不存在，顺便更新。

5秒内不要重发相同的arp请求。

我们维护的arp数据，每次更新后只有30秒有效期，需判断到期重发。