UNIX: разработка сетевых приложений

Стивенс Уильям Ричард

Листинг 28.9. Функция sig_alrm: обработчик сигнала SIGALRM

//ping/sig_alrm.c

1 #include "ping.h"

2 void

3 sig_alrm(int signo)

4 {

5 (*pr->fsend);

6 alarm(1);

7 return;

8 }

Функция

send_v4

,

приведенная в листинге 28.10, строит ICMPv4 сообщение эхо-запроса и записывает его в символьный сокет.

Листинг 28.10. Функция send_v4: построение эхо-запроса ICMPv4 и его отправка

//ping/send_v4.c

1 #include "ping.h"

2 void

3 send_v4(void)

4 {

5 int len;

6 struct icmp *icmp;

7 icmp = (struct icmp*)sendbuf;

8 icmp->icmp_type = ICMP_ECHO;

9 icmp->icmp_code = 0;

10 icmp->icmp_id = pid;

11 icmp->icmp_seq = nsent++;

12 memset(icmp->icmp_data, 0xa5, datalen); /* заполнение по шаблону */

13 Gettimeofday((struct timeval*)icmp->icmp_data, NULL);

14 len = 8 + datalen; /* контрольная сумма по заголовку и данным */

15 icmp->icmp_cksum = 0;

16 icmp->icmp_cksum = in_cksum((u_short*)icmp, len);

17 Sendto(sockfd, sendbuf, len, 0, pr->sasend, pr->salen);

18 }

Формирование ICMP-сообщения

7-13

ICMPv4 сообщение сформировано. В поле идентификатора установлен идентификатор нашего процесса, а порядковый номер установлен как глобальная переменная

nset

, которая затем увеличивается на 1 для следующего пакета. Текущее время сохраняется в части данных ICMP-сообщения.

Вычисление контрольной суммы ICMP

14-16

Для вычисления контрольной суммы ICMP значение поля контрольной суммы устанавливается равным 0, затем вызывается функция

in_cksum

, а результат сохраняется в поле контрольной суммы. Контрольная сумма ICMPv4 вычисляется по ICMPv4-заголовку и всем следующим за ним данным.

Отправка дейтаграммы

17

ICMP-сообщение отправлено на символьный сокет. Поскольку параметр сокета

IP_HDRINCL

не установлен, ядро составляет заголовок IPv4 и добавляет его в начало нашего буфера.

Контрольная сумма Интернета является суммой обратных кодов 16-разрядных значений. Если длина данных является нечетным числом, то для вычисления контрольной суммы к данным дописывается один нулевой байт. Перед вычислением контрольной суммы поле контрольной суммы должно быть установлено в 0. Такой алгоритм применяется для вычисления контрольных сумм IPv4, ICMPv4, IGMPv4, ICMPv6, UDP и TCP. В RFC 1071 [12] содержится дополнительная информация и несколько числовых примеров. В разделе 8.7 книги [128] более подробно рассказывается об этом алгоритме, а также приводится более эффективная его реализация. В нашем случае контрольную сумму вычисляет функция

in_cksum

, приведенная в листинге 28.11.

Листинг 28.11. Функция in_cksum: вычисление контрольной суммы Интернета

//libfree/in_cksum.c

1 uint16_t

2 in_cksum(uint16_t *addr, int len)

3 {

4 int nleft = len;

5 uint32_t sum = 0;

6 uint16_t *w = addr;

7 uint16_t answer = 0;

8 /*

9 * Наш алгоритм прост: к 32-разрядному аккумулятору sum мы добавляем

10 * 16-разрядные слова, а затем записываем все биты переноса из старших

11 * 16 разрядов в младшие 16 разрядов.

12 */

13 while (nleft > 1) {

14 sum += *w++;

15 nleft -= 2;

16 }

17 /* при необходимости добавляем четный байт */

18 if (nleft == 1) {

19 *(unsigned char*)(&answer) = *(unsigned char*)w;

20 sum += answer;

21 }

22 /* перемещение битов переноса из старших 16 разрядов в младшие */

23 sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff); /* добавление старших 16 к младшим */

24 sum += (sum >> 16); /* добавление переноса */

25 answer = ~sum; /* обрезаем по 16 разрядам */

26 return(answer);

27 }

Алгоритм вычисления контрольной суммы Интернета

1-27

Первый цикл

while

вычисляет сумму всех 16-битовых значений. Если длина нечетная, то к сумме добавляется конечный байт. Алгоритм, приведенный в листинге 28.11, является простым алгоритмом, подходящим для программы

ping

, но неудовлетворительным для больших объемов вычислений контрольных сумм, производимых ядром.