IPv4分组收发转发实验报告-陈一帆

"本次实验是关于IPv4分组收发转发的实践，旨在让学生深入理解网络层协议，特别是IPv4协议的工作原理。学生需要实现IPv4分组的接收检查、发送封装以及路由表的设计，以模拟主机和路由器的功能。实验中，重点关注了头部长度、校验和、TTL、版本号和目的地址等关键字段的检测，以确保数据的正确性与安全性。" 实验详细说明： 实验的核心任务是设计和实现一个简单的IPv4协议栈，主要包含以下几个方面： 1. **IPv4分组接收处理**：在接收IP分组时，需要检查几个关键字段以确保数据的完整性和有效性。首先，版本号应为4，这可以通过提取第一个字节的高4位来验证，即`pBuffer[0]>>4`。其次，头部长度至少应为5，可以通过获取第一个字节的低4位，即`pBuffer[0]&0xf`来检查。此外，还需要检查TTL（Time To Live）字段，它位于第9字节，值应大于等于0，可以使用`(unsigned short)pBuffer[8]`获取。再者，校验和应为0xFFFF，表示没有传输错误。最后，目的地址必须正确，以便决定分组的去向。 2. **IPv4分组封装发送**：在发送分组时，需要正确封装IP头，包括设置版本号、头部长度、TTL和其他必要字段，并计算校验和。封装过程涉及到对各个字段的设置和填充，确保分组在传输过程中能被正确识别和处理。 3. **路由表数据结构设计**：路由器的转发功能依赖于路由表，需要设计一个高效的数据结构来存储路由信息，包括目的网络地址、子网掩码和对应的出口接口。当收到的分组目的地址不在本地主机时，路由器会根据路由表找到合适的接口进行转发。 4. **分组接收和发送的处理逻辑**：针对不同的接收情况，实验要求实现不同的处理策略。如果分组的目的地址是本机，将其上交给上层协议；如果无法在路由表中找到匹配的条目，则丢弃该分组；否则，根据路由表信息通过相应的接口转发分组。 实验通过这种方式，不仅让学生理解了IPv4协议的基础知识，还让他们体验了路由器在数据转发中的角色，加深了对网络层协议实际运作的理解。同时，通过实际操作，学生还能掌握错误检测、数据校验以及路由选择等关键技术。