dpdk课程学习之练习笔记三(tcp的简单实现)

简介: dpdk课程学习之练习笔记三(tcp的简单实现)

dpdk(数据平面开发套件),提供给我们一套框架,使我们可以在此基础上进行数据面相关软件开发。

1:基于DPDK实现tcp数据包的处理的测试

1.1:整理基于dpdk实现tcp协议业务处理的思路:

1:dpdk接管网卡数据后,放入中间接收缓冲区。

dpdk提供接口rte_eth_rx_burst 从以太网接收队列中提取接收的数据。

2:专门的线程处理中间接收缓冲区的数据,进行过滤,依次业务处理。(arp/tcp/udp/icmp)(这里可以继续启动线程分类处理)

3:相关其他线程处理完业务数据包,需要回复,则构造相关结构放入中间发送缓冲区中,

4:通过用dpdk对应接口(rte_eth_tx_burst),放入以太网缓冲区中发送数据。

5:考虑tcp的实现,tcp涉及三次握手,四次挥手,通过十一种状态进行控制,以及各种拥塞控制,流量控制,定时器等。

1.2:简单实现测试逻辑

这里从tcp server端的角度考虑,实现tcp 三次握手,正常通信,四次挥手的正常流程测试,其他机制后期扩展。

===> 需要定义结构,保存多个fd与五元组,发送缓冲区和接收缓冲区等。

===>需要定义11中状态,控制tcp业务流程。

===>dpdk发送和接收网卡的控制,接收到的是协议包,发送的也是协议包,最终我们要构造的是tcp的协议包放入缓冲区中。(通过两个缓冲区in_ring_buff和out_ring_buff作为中间层进行数据交互)

===>这里tcp的server端对应多个连接,涉及fd与五元组每个连接发送的细节,在业务处理时,需要关注缓冲区与每个五元组结构的交互。

1.3:在tcp server的角度,测试三次握手,交互,以及四次挥手的逻辑测试

根据每个fd对应的五元组的结构中保存的状态,对每种状态做不同的业务处理。

switch (stream->status) {
    case NG_TCP_STATUS_CLOSED: //client 
      break;
    case NG_TCP_STATUS_LISTEN: // server
      ng_tcp_handle_listen(stream, tcphdr);
      break;
    case NG_TCP_STATUS_SYN_RCVD: // server
      ng_tcp_handle_syn_rcvd(stream, tcphdr);
      break;
    case NG_TCP_STATUS_SYN_SENT: // client
      break;
    case NG_TCP_STATUS_ESTABLISHED: // server | client
      uint8_t hdrlen = tcphdr->data_off & 0xF0;
      hdrlen >= 4;
      uint8_t *payload = (uint8_t *)(tcphdr + 1) + hdrlen * 4;
      printf("payload: %s\n", payload);   
      break;
    case NG_TCP_STATUS_FIN_WAIT_1: //  ~client
      break;
    case NG_TCP_STATUS_FIN_WAIT_2: // ~client
      break;
    case NG_TCP_STATUS_CLOSING: // ~client
      break;
    case NG_TCP_STATUS_TIME_WAIT: // ~client
      break;
    case NG_TCP_STATUS_CLOSE_WAIT: // ~server
      break;
    case NG_TCP_STATUS_LAST_ACK:  // ~server
      break;
  }

运行已有的老师的测试代码,09_tcp_transmission。

使用网络串口工具进行测试:

==》通过抓包分析,这里的192.168.0.123是我dpdk接管网卡,代码内部配置的ip,则三次握手可以看到:

正常发送数据以及收到dpdk回复报文:

注意:这里的测试demo只是提供了tcp实现思路,简单实现了三次握手及正常的收发通信,相关正常通信数据的ack,以及四次挥手的完善处理,后续完善。

1.4:实现可提供给用户使用的常用api接口测试

专门启动一个线程,提供api,通过fd查找每个连接对应结构,提取、存入数据实现发送、接收。

通过网络串口工具进行连接,测试发送与接收业务都正常。

思考:tcp相关协议栈是比较复杂的,内部处理流程,交互,拥塞控制,定时器等,有待实现。

参考免费课程链接:https://ke.qq.com/course/417774?flowToken=1040954

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