以下是基于DPDK实现TCP会话重组并添加超时机制的示例代码。代码主要使用了DPDK的Ring库来实现缓存队列,以及定时器库来实现超时机制。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <inttypes.h>
#include <rte_eal.h>
#include <rte_ring.h>
#include <rte_mbuf.h>
#include <rte_timer.h>
#define MAX_SESSIONS 1024 // 最大会话数
#define TIMEOUT_MS 5000 // 超时时间
struct session {
uint32_t src_ip; // 源IP地址
uint32_t dst_ip; // 目标IP地址
uint16_t src_port; // 源端口号
uint16_t dst_port; // 目标端口号
uint64_t seq_num; // 序列号
uint64_t ack_num; // 确认号
uint32_t len; // 数据长度
uint8_t* data; // 数据指针
struct rte_timer timer; // 超时定时器
};
static struct session sessions[MAX_SESSIONS];
static struct rte_ring* session_ring;
// 初始化会话数组和缓存队列
static void init_sessions(void)
{
memset(sessions, 0, sizeof(sessions));
session_ring = rte_ring_create("session_ring", MAX_SESSIONS,
SOCKET_ID_ANY, RING_F_SC_DEQ);
}
// 添加会话到缓存队列中,并启动超时定时器
static int add_session(struct session* s)
{
if (rte_ring_enqueue(session_ring, s) == 0) {
rte_timer_init(&s->timer);
rte_timer_reset(&s->timer, TIMEOUT_MS, SINGLE, rte_lcore_id(),
(rte_timer_cb_t)session_timeout, s);
return 0;
} else {
printf("Failed to add session.\n");
return -1;
}
}
// 删除会话,并停止超时定时器
static void del_session(struct session* s)
{
rte_timer_stop(&s->timer);
free(s->data);
memset(s, 0, sizeof(*s));
}
// 查找会话
static struct session* find_session(uint32_t src_ip, uint32_t dst_ip,
uint16_t src_port, uint16_t dst_port, uint64_t seq_num)
{
int i;
for (i = 0; i < MAX_SESSIONS; i++) {
if (sessions[i].src_ip == src_ip && sessions[i].dst_ip == dst_ip &&
sessions[i].src_port == src_port && sessions[i].dst_port == dst_port &&
sessions[i].seq_num == seq_num) {
return &sessions[i];
}
}
return NULL;
}
// 处理TCP数据段,进行会话重组
static void process_tcp_data(struct rte_mbuf* m)
{
uint32_t src_ip = /* 解析源IP地址 */;
uint32_t dst_ip = /* 解析目标IP地址 */;
uint16_t src_port = /* 解析源端口号 */;
uint16_t dst_port = /* 解析目标端口号 */;
uint64_t seq_num = /* 解析序列号 */;
uint64_t ack_num = /* 解析确认号 */;
uint32_t len = /* 解析数据长度 */;
uint8_t* data = /* 解析数据指针 */;
struct session* s = find_session(src_ip, dst_ip, src_port, dst_port, seq_num);
if (s == NULL) {
// 创建新会话
s = &sessions[rte_rand() % MAX_SESSIONS];
s->src_ip = src_ip;
s->dst_ip = dst_ip;
s->src_port = src_port;
s->dst_port = dst_port;
s->seq_num = seq_num;
s->ack_num = ack_num;
s->len = len;
s->data = malloc(len);
memcpy(s->data, data, len);
add_session(s);
} else {
// 更新会话
if (ack_num > s->ack_num) {
uint32_t offset = ack_num - s->ack_num;
uint32_t new_len = len - offset;
if (new_len > 0) {
uint8_t* new_data = data + offset;
s->ack_num = ack_num;
s->len += new_len;
s->data = realloc(s->data, s->len);
memcpy(s->data + s->len - new_len, new_data, new_len);
rte_timer_reset(&s->timer, TIMEOUT_MS, SINGLE, rte_lcore_id(),
(rte_timer_cb_t)session_timeout, s);
}
} else {
printf("Invalid ACK number.\n");
}
}
}
// 处理超时事件
static void session_timeout(struct rte_timer* timer, void* arg)
{
struct session* s = (struct session*)arg;
del_session(s);
}
int main(int argc, char** argv)
{
int ret = rte_eal_init(argc, argv);
if (ret < 0) {
rte_exit(EXIT_FAILURE, "Failed to initialize EAL.\n");
}
init_sessions();
// 接收数据包并处理
while (1) {
struct rte_mbuf* m = /* 从网卡接收数据包 */;
if (m != NULL) {
uint16_t ether_type = /* 解析以太网类型 */;
if (ether_type == /* IPv4 */) {
uint8_t ip_proto = /* 解析IP协议 */;
if (ip_proto == /* TCP */) {
process_tcp_data(m);
}
}
rte_pktmbuf_free(m);
}
}
return 0;
}
在上述代码中,超时定时器使用了DPDK的定时器库进行实现。每当一个新会话被添加到缓存队列中时,都会启动一个相应的超时定时器,在超时时间到达时会调用session_timeout
函数进行处理。在该函数中,会将会话从缓存队列中删除,并释放相关资源。需要注意的是,在删除会话之前,必须先停止相应的超时定时器。
另外,为了提高会话查找效率,可以使用哈希表等数据结构来代替线性查找。此处为了简化代码,采用了线性查找方式实现。