基于LWIP的ICMP路由重定向改進(jìn)

4 實(shí) 現
對ICMP層改進(jìn)的實(shí)現代碼主要集中于3處。
第一處位于ICMP模塊的icmp_input()函數，針對ICMP的消息處理機制，增加了路由重定向的處理。整個(gè)函數的處理流程如圖3所示。其中虛線(xiàn)框起來(lái)的部分為我們增加的功能。首先檢查是不是重定向包，然后檢驗包的完整性和有效性。在這些檢查都通過(guò)以后，判斷緩存功能是否啟用。啟用與否由一個(gè)全局變量控制，默認是關(guān)閉的。如果沒(méi)有啟用緩存，則對重定向包進(jìn)行計數，當達到上限后，啟用緩存功能。重定向計數器應當定時(shí)歸零，這樣在一段時(shí)間內沒(méi)有收到足夠的重定向包，緩存功能仍然不會(huì )開(kāi)啟。這可以把這個(gè)重定向計數器加入其他需要定時(shí)執行的函數中來(lái)實(shí)現(比如arp_timer()函數)。開(kāi)啟緩存后，初始化緩存表，將每個(gè)條目的老化計數器置為最大，表示已過(guò)期，即所有條目都是空閑可用狀態(tài)。然后啟用定時(shí)老化功能。LWIP提供sys_timeout(interval，func_handler,arg)函數，用于每隔interval時(shí)間后，執行函數func_handler(arg)。定向老化功能可以將函數實(shí)現后，向這個(gè)sys_timeout()注冊來(lái)實(shí)現。如果緩存已經(jīng)開(kāi)啟，那么緩存這個(gè)收到的重定向包，總是把它插入老化計數器最大的條目，以實(shí)現LFU算法。
第二處改進(jìn)仍然位于ICMP模塊，但添加了一個(gè)函數rou_cache_timer()。它是一個(gè)定時(shí)老化路由緩存的函數，用于老化、清理緩存條目，并再次向sys_timeout()注冊自己。其函數流程如圖4所示。

在所有緩存條目都已過(guò)圖4定時(shí)老化、清理路由緩存期后，應當關(guān)閉緩存功能，同時(shí)注銷(xiāo)定時(shí)老化函數。這些功能由rou_cache_timer()來(lái)完成。

第三處改進(jìn)位于數據鏈路層的etharp_output()函數內。這個(gè)函數負責將下一跳的IP地址對應的MAC地址填入。
顯然，路由緩存的使用正在于此。在它使用默認網(wǎng)關(guān)地址前，應當查詢(xún)一下緩存中是否已將此路由重定向了。如果確實(shí)重定向了，那么在此下一跳IP被使用前，應該替換已重定向的IP。整個(gè)函數的流程如圖5所示。虛線(xiàn)框起來(lái)的部分是加入的功能。

結 語(yǔ)
本設計針對LWIP在多網(wǎng)關(guān)情況下不處理重定向IC―MP消息而作出了改進(jìn)。這種改進(jìn)包括接收這個(gè)ICMP消息并緩存路由信息，為此加入了自適應路由緩存的功能，即只在有重定向消息的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟緩存，在緩存全部老化后又自動(dòng)關(guān)閉緩存。路由緩存在比較完整的TCP／IP協(xié)議棧上都得到實(shí)現，但復雜度較高。這里使用一種較簡(jiǎn)單的路由緩存結構以降低代碼量及資源使用開(kāi)銷(xiāo)。本文提出的思路不僅適用于LWIP，在其他的小型協(xié)議棧上也適用。