国科大计算机网络课程实验简记

说明

这里记录一下我研一在国科大雁栖湖校园学习《计算机网络》课程做的“静态路由转发实验”，实验要求学生在已有代码基础上，完善其中的 TODO 部分，实现路由器的 IP 查找转发、ARP请求和应答、ARP 缓存管理、发送 ICMP 消息等功能。
本次实验花了我大约一周的时间才跑通。

• 一是因为以前对arp协议、ICMP协议、IP协议等只是了解，浮于表面，并没有真正深入探究过。以ICMP协议来说，以前看见包结构只是扫一眼，并没有真正去细心查看过包结构的组成。
• 二是因为自己写了很长时间Web，C语言很久不用了，写起来不那么得心应手。
• 三是因为Debug的过程实在是太痛苦了，每次修改完代码，都要先编译，编译完成后重启mininet发包，出现了错误需要定位时需要使用wireshark抓包分析，调试一次需要太长时间，代码开发就相当的慢了。

以下是实验报告和Github链接：

点击这里查看《计算机网络路由转发实验报告》

点击这里前往Github仓库

部分程序运行结果截图

完成顺序

• arpcache.c
  • arpcache_lookup()
  • arpcache_append_packet()
  • print_arp_cache_list()
  • arpcache_insert()
  • arpcache_sweep()
• test.c
  • arpcache_test ()
• arp.c
  • arp_send_request()
  • arp_send_reply()
  • handle_arp_packet()

TODO

• arp表的替换应该是随机替换而不是先入先出。

收获

• 一种数据结构，利用宏复用给多种类型（list_head）；
• 如何设置一个网络packet（利用char*与结构体变量的相互转换）；
• 大小字节序真的需要注意（htonl, htons, ntohl, ntohs, n:network, h:host）；
• 应该从上层往底层写，而不是从底层往上层写，底层函数可以先todo然后慢慢实现，上层要先有自己的逻辑；
• 上层协议的包头包裹在下层协议的包头里面；
• const在某些情况下很有必要，可以防止别的coder做一些错事；
• 提醒自己，有一个malloc就必须有一个free；
• &pointer->ele与&(pointer->ele)；

疑问与质疑

• ARP协议处于网络层和数据链路层中间，在本代码里，ARP协议是直接操纵数据链路层的包头（ether_header），这样不好。我认为应当提供封装好的接口，这样代码可以解耦；
• 为什么实验一和实验二只能ping通入端口，不能ping通出端口？实验二两个主机节点也相互ping不通（router-reference也是如此）

参考资料

• 网络大小端
• ARP报文格式