23.03.2026 05:08
Пишем стек TCP/IP: Ethernet и ARP
Давай программировать стек TCP/IP. Part 1: Ethernet & ARP
Написание собственного стека TCP/IP может показаться сложной задачей. Действительно, за более чем тридцать лет существования TCP накопилось множество спецификаций. Однако основная спецификация на удивление компактна — важные части включают разбор заголовков TCP, автомат конечных состояний, контроль перегрузок и вычисление времени ожидания повторной передачи.
Наиболее распространенные протоколы второго и третьего уровней — Ethernet и IP, соответственно, — в сравнении с TCP гораздо проще. В этой серии статей мы реализуем минимальный стек TCP/IP в пространстве пользователя для Linux.
Цель этих публикаций и создаваемого ПО исключительно образовательная — углубленное изучение сетевого и системного программирования.
TUN/TAP устройства
Чтобы перехватывать сетевой трафик низкого уровня из ядра Linux, мы будем использовать TAP-устройство Linux. Если кратко, TUN/TAP устройства часто применяются приложениями в пространстве пользователя для работы с трафиком на уровне L3 и L2 соответственно. Популярным примером является туннелирование, когда пакет инкапсулируется внутри полезной нагрузки другого пакета.
Преимущество TUN/TAP устройств в том, что их легко настроить в программе в пространстве пользователя, и они уже используются во множестве программ, таких как OpenVPN.
Поскольку мы хотим строить стек сетевого взаимодействия, начиная со второго уровня, нам потребуется TAP-устройство. Мы создаем его следующим образом:
/*
* Taken from Kernel Documentation/networking/tuntap.txt
*/
int tun_alloc(char *dev)
{
struct ifreq ifr;
int fd, err;
if( (fd = open("/dev/net/tap", O_RDWR)) < 0 ) {
print_error("Cannot open TUN/TAP dev");
exit(1);
}
CLEAR(ifr);
/* Flags: IFF_TUN - TUN device (no Ethernet headers)
* IFF_TAP - TAP device
*
* IFF_NO_PI - Do not provide packet information
*/
ifr.ifr_flags = IFF_TAP | IFF_NO_PI;
if( *dev ) {
strncpy(ifr.ifr_name, dev, IFNAMSIZ);
}
if( (err = ioctl(fd, TUNSETIFF, (void *) &ifr)) < 0 ){
print_error("ERR: Could not ioctl tun: %s\n", strerror(errno));
close(fd);
return err;
}
strcpy(dev, ifr.ifr_name);
return fd;
}
https://www.saminiir.com/lets-code-tcp-ip-stack-1-ethernet-arp/
👉 @Bookflow
Написание собственного стека TCP/IP может показаться сложной задачей. Действительно, за более чем тридцать лет существования TCP накопилось множество спецификаций. Однако основная спецификация на удивление компактна — важные части включают разбор заголовков TCP, автомат конечных состояний, контроль перегрузок и вычисление времени ожидания повторной передачи.
Наиболее распространенные протоколы второго и третьего уровней — Ethernet и IP, соответственно, — в сравнении с TCP гораздо проще. В этой серии статей мы реализуем минимальный стек TCP/IP в пространстве пользователя для Linux.
Цель этих публикаций и создаваемого ПО исключительно образовательная — углубленное изучение сетевого и системного программирования.
TUN/TAP устройства
Чтобы перехватывать сетевой трафик низкого уровня из ядра Linux, мы будем использовать TAP-устройство Linux. Если кратко, TUN/TAP устройства часто применяются приложениями в пространстве пользователя для работы с трафиком на уровне L3 и L2 соответственно. Популярным примером является туннелирование, когда пакет инкапсулируется внутри полезной нагрузки другого пакета.
Преимущество TUN/TAP устройств в том, что их легко настроить в программе в пространстве пользователя, и они уже используются во множестве программ, таких как OpenVPN.
Поскольку мы хотим строить стек сетевого взаимодействия, начиная со второго уровня, нам потребуется TAP-устройство. Мы создаем его следующим образом:
/*
* Taken from Kernel Documentation/networking/tuntap.txt
*/
int tun_alloc(char *dev)
{
struct ifreq ifr;
int fd, err;
if( (fd = open("/dev/net/tap", O_RDWR)) < 0 ) {
print_error("Cannot open TUN/TAP dev");
exit(1);
}
CLEAR(ifr);
/* Flags: IFF_TUN - TUN device (no Ethernet headers)
* IFF_TAP - TAP device
*
* IFF_NO_PI - Do not provide packet information
*/
ifr.ifr_flags = IFF_TAP | IFF_NO_PI;
if( *dev ) {
strncpy(ifr.ifr_name, dev, IFNAMSIZ);
}
if( (err = ioctl(fd, TUNSETIFF, (void *) &ifr)) < 0 ){
print_error("ERR: Could not ioctl tun: %s\n", strerror(errno));
close(fd);
return err;
}
strcpy(dev, ifr.ifr_name);
return fd;
}
https://www.saminiir.com/lets-code-tcp-ip-stack-1-ethernet-arp/
👉 @Bookflow