cs144网络课程5 IP router

环境

https://cs144.github.io/assignments/check5.pdf

commit lab4的代码。

merge lab5的代码
git merge origin/check5-startercode

编译/测试
cmake --build build
cmake --build build --target check5

流程

本次要实现ip路由器。

我们要改的代码是router.hh和router.cc，实现Router类。
还是从测试代码入手tests/router.cc。

总的是一个Network类

• 包含一个Router。Router包含多个NetworkInterface。

• 包含多个Host。Host可看成一台电脑，有自己的ip地址和名字，有自己的NetworkInterface。NetworkInterface其实可看成网卡。

Network初始化时添加多个Host。用add_route添加多条路由数据。

看pdf的图2，可与上述数据对上。

network_simulator开始测试。

用某个Host的send_to生成一个发到指定地址的ip包。用这个Host的NetworkInterface::send_datagram发出。
相当于放到网卡buffer，待实际发送。
类似于调socket接口，发到缓冲区。

Host的expect记下这个ip包。

network.simulate开始模拟网络数据处理流程。

_router.route是我们的路由逻辑。

simulate_physical_connections进行一系列exchange_frames。
exchange_frames调deliver，实现2个或3个网卡两两交换数据。
deliver用maybe_send取出第1个网卡buffer中的EthernetFrame。
如果有2个参数，第2个网卡通过recv_frame收第1个网卡的frame。
如果有3个参数，后2个网卡通过recv_frame收第1个网卡的frame。
循环直到取完数据。
看图2，这个函数模拟的是路由器上每个口和连到它的host之间的数据交换。
路由器上各个口之间并没有数据交换。

然后每个host开始check，用maybe_receive检查网卡里的数据是否符合预期。

再看图2。我们要做的事是处理路由器上各个口之间的数据交换。
也就是联通不同口/网络，也就是所谓的路由。

add_route的route_prefix是ip地址。
prefix_length用前缀长度指定子网掩码，比如192.168.0.0/24就是前24位固定，子网ip从192.168.0.0到192.168.0.255。
172.16.0.0/16就是固定前16位，子网ip从172.16.0.0到172.16.255.255
next_hop写死了此host发ip包的目标ip地址。
interface_num就是接口的index，可通过id拿到接口。

_router.route里，遍历每个接口，用maybe_receive取数据，发到目标接口。

测试代码发了这样的ip包。
auto dgram_sent = network.host( "applesauce" ).send_to( network.host( "cherrypie" ).address() );
applesauce发ip包到cherrypie的ip地址192.168.0.2。
applesauce的网卡先和它绑定的eth0交换数据。然后我们遍历到路由器上的接口eth0时就能得到applesauce的ip包。
再查192.168.0.2跟哪些接口匹配，选匹配长度最长的那个。调这个接口的send_datagram完成路由。
都暴力遍历数组即可，不需要实现更快的算法。
都匹配不到的话，一定会落在0.0.0.0/0上，因为它本质上不需要匹配。

收到ip包时ttl–，小于1时抛弃。