NS3网络仿真(12): ICMPv4协议
快乐虾
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ICMP的全称是 Internet ControlMessage Protocol 。
其目的就是让我们可以检測网络的连通状况。ICMP主要是透过不同的类别(Type)与代码(Code) 让机器来识别不同的连接状况。本节利用NS3学习一下此协议。
1.1 报文格式
ICMP的报文格式例如以下:
即ICMP报文是IP报文的数据。而IPv4报文的格式例如以下:
在网上抓一个ping包来看看:
这是一个从192.168.24.1到192.168.24.129的ping包。再看看192.168.24.129的回应:
watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="" />
非常easy和前面的报文格式相应上。
1.2 用NS3生成ICMP的请求包
接下来试试用NS3生成上面的ICMP的请求包。
依照NS3数据包的生成规则,首先须要准备ICMP请求的数据部分,即报文中的abcde...:
// 填充的数据内容
uint8_t buffer[2048] = { 0 };
for (int i = 0; i < m_nCurPacketLen; i++)
{
buffer[i] = 'a' + (i % 23);
}
Ptr<Packet> data = ns3::Create<Packet>(buffer, m_nCurPacketLen);
接下来填充Icmp Echo的包头:
// 生成要发送的数据包列表
Ptr<Packet> pkt = ns3::Create<Packet>(); // 加入icmp echo头
Icmpv4Echo eh;
eh.SetData(data);
eh.SetSequenceNumber(0x0019/*m_nCurPacketSeq*/);
eh.SetIdentifier(1);
pkt->AddHeader(eh);
这里的seq是一个可变的整数,仅仅只是我们为了与上面的数据包一致写入了一个固定的数值。
接下来填充Icmp Header:
// 加入icmp头
Icmpv4Header ih;
ih.SetCode(0);
ih.SetType(Icmpv4Header::ECHO);
ih.EnableChecksum();
pkt->AddHeader(ih);
这里唯一须要注意的是EnableChecksum必须在AddHeader前调用,否则不会生成校验和。
再加上IP包头:
// 加入IP头
Ipv4Header iph;
iph.SetDestination((const char*)dest_ip);
iph.SetSource((const char*)src_ip);
iph.SetIdentification(0x49fb);
iph.SetTtl(64);
iph.SetProtocol(Icmpv4L4Protocol::PROT_NUMBER);
iph.SetPayloadSize(pkt->GetSize());
iph.EnableChecksum();
pkt->AddHeader(iph);
最后加上以太网包头:
// 加入以太网头
EthernetHeader eeh;
eeh.SetDestination((const char*)dest_mac);
eeh.SetSource((const char*)src_mac);
eeh.SetLengthType(ns3::Ipv4L3Protocol::PROT_NUMBER);
pkt->AddHeader(eeh);
int len = pkt->CopyData(buffer, 2048);
大功告成!看看我们生成的数据包内容:
与前面从网上抓下来的包一模一样。
1.3 用NS3分析ICMP请求包
分析包的过程和构造包的过程刚好相反。从最外面的以太网包一直分析到数据:
/* Callback function invoked by libpcap for every incoming packet */
void CCommonIcmpSendDlg::packet_handler(void *_param, const void *_header, const void *_pkt_data)
{
uint8_t buffer[2048], *p;
p = (uint8_t *)_pkt_data + 12;
if (p[0] != 8 || p[1] != 0)
return; const struct pcap_pkthdr *header = (const struct pcap_pkthdr *)_header;
Ptr<Packet> pkt = ns3::Create<Packet>((uint8_t*)_pkt_data, header->len); // ip 包
EthernetHeader eh;
Ipv4Header iph;
pkt->RemoveHeader(eh);
pkt->RemoveHeader(iph);
if (iph.GetProtocol() != Icmpv4L4Protocol::PROT_NUMBER)
return; Icmpv4Header ih;
Icmpv4Echo ieh;
SIcmpPacket* ppkt;
pkt->RemoveHeader(ih);
if (ih.GetType() == Icmpv4Header::ECHO_REPLY)
{
pkt->RemoveHeader(ieh);
if (ieh.GetIdentifier() != dlg->m_nIcmpId)
return;
int seq = ieh.GetSequenceNumber();
.....
return;
}
}
1.4 winpcap发包的问题
在发送ICMP包时,使用了pcap_sendpacket函数进行发包,但此函数的发包延迟较大,从函数调用到从网卡上抓到这个包可以有几百个毫秒的延迟。
watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="" />
暂且记下来以供后继參考。
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