1191000606-陈一帆-实验三1

实验“1191000606-陈一帆-实验三1”主要涉及计算机网络中的IPv4协议处理，包括分组接收、发送、转发及路由表管理。实验目的是让学生深入理解网络层协议的基本原理，特别是IPv4协议的工作流程。 在IPv4分组接收处理部分，学生需要检查接收到的IP分组是否存在错误。这些错误包括校验和错误、TTL（Time To Live）错误、版本号错误、头部长度错误和错误的目标地址。例如，版本号应在第一个字节的高4位，通过pBuffer[0] >> 4获取，应为4，表示IPv4。头部长度则在第一个字节的低4位，用pBuffer[0] & 0xf获取，最小值为5，表示至少包含20字节的头部。TTL在第9字节，可以通过(unsigned short)pBuffer[8]获取，应大于等于0。校验和的正确性则通过计算所有字段的和，应当等于0xFFFF。对于可能的进位问题，可以使用0xFFFF减去其中一个和，然后比较差与另一个数的大小来判断。 IPv4分组的封装发送涉及构造IP分组的头部，包括设置相应的字段并计算校验和，然后将头部与上层协议的数据合并，发送到目标地址。 实验还要求设计路由表数据结构，这里采用C++的vector作为逻辑结构。路由表项包含目的IP、子网掩码、掩码长度和下一跳地址。实验提供了初始化路由表（stud_Route_Init）、添加路由表项（stud_route_msg）和处理分组转发（stud_fwd_deal）的函数。在处理分组转发时，使用了最长前缀匹配策略，即找到与目的IP匹配度最高的路由表项进行转发。如果找不到匹配的路由，分组将被丢弃。 在提高转发效率的问题讨论中，提出了两种可能的方法：一是优化数据结构，如使用堆查询进行路由查找，以提高查找效率；二是利用多线程技术，允许同时进行多个转发操作，直接提升转发速度。 通过这次实验，学生不仅加深了对IPv4协议的理解，也实践了错误检测、分组封装和路由决策等核心概念。虽然实验平台可能存在一些限制，但这次体验有助于培养解决问题和优化系统的能力。