TCP/IP Yığını Kodlamak, 1: Ethernet ve ARP (2016)

• TCP/IP yığını uygulaması

  • TCP/IP yığınını doğrudan uygulamak karmaşık bir iş gibi görünebilir.
  • TCP'nin temel özellikleri TCP başlığını ayrıştırma, durum makinesi, tıkanıklık kontrolü ve yeniden iletim zaman aşımı hesaplamasından oluşur.
  • Bu blog serisinde Linux üzerinde asgari düzeyde bir kullanıcı alanı TCP/IP yığını uygulayacağız.
  • Bu yazının ve yazılımın amacı, ağ ve sistem programlamayı daha derinlemesine öğrenmeye yönelik eğitsel bir amaç taşır.

• TUN/TAP aygıtı

  • Linux çekirdeğinde düşük seviyeli ağ trafiğini yakalamak için TAP aygıtı kullanılır.
  • TUN/TAP aygıtları kullanıcı alanı programlarında kurulumu kolaydır ve OpenVPN gibi çeşitli programlarda kullanılır.
  • TAP aygıtı kullanılarak Ethernet tamponlarına veri okunup yazılabilir.

• Ethernet çerçeve biçimi

  • Ethernet, LAN üzerinde bilgisayarları birbirine bağlayan çeşitli ağ teknolojilerinin temelidir.
  • Ethernet standardı, 1980'de ilk kez yayımlandığından beri büyük ölçüde gelişmiştir.
  • Ethernet çerçevesi başlığı bir C yapısı olarak tanımlanabilir ve DMAC, SMAC, Ethertype ve payload alanlarını içerir.

• Ethernet çerçevesi ayrıştırma

  • GNU C derleyicisinin yapı bellek yerleşimini optimize etmesini önlemek için packed niteliği kullanılır.
  • Ethernet çerçevelerini ayrıştırma ve işleme için genel senaryo basittir.

• Adres Çözümleme Protokolü (ARP)

  • ARP, 48 bit Ethernet adreslerini protokol adreslerine dinamik olarak eşlemek için kullanılır.
  • ARP paket biçimi görece basittir ve donanım türü, protokol türü, donanım boyutu, protokol boyutu, opcode ve veri alanlarını içerir.

• Adres çözümleme algoritması

  • Yinelenen ARP isteklerini önlemek için ARP sonuçlarını saklamada translation table kullanılır.
  • ARP uygulamasının nihai testi, ARP isteklerine doğru şekilde yanıt verip vermediğini doğrulamaktır.

• Sonuç

  • Ethernet çerçevesi işleme ve ARP'nin asgari uygulaması görece kolaydır ve birkaç satır kodla mümkündür.
  • Projenin kaynak kodu GitHub'da incelenebilir.
  • Bir sonraki yazıda ICMP echo ve yanıtı (ping) ile IPv4 paket ayrıştırmasının uygulanmasına devam edilecek.