【协议设计与实现】Linux环境下，如何从0开始设计并实现一个网络协议之一——需要考虑的因素

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• 🌐系列专栏：TCP/IP协议
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协议位置

• 一种协议，既可以在用户态实现，也可以在内核态实现。
• 当然，也可以同时在用户态和内核态来实现（各自分工不同）。

报文格式

• 需要定义报文的格式：
  – 具体涉及哪些字段，其中哪些是必选的，哪些又是可选的；
  – 各字段的长度是定长的还是变长的？
• 同时，报文的格式，会因报文是二层或三层报文，而也有所不同。

报文收发

• 报文接收：可自定义协议的ptype，或使用hook，raw socket等方式；
• 报文发送：用户态可用socket方式，内核态则可直接使用xmit函数即可；
• 根据需要，一般要和一个接口绑定，或者实接口或者虚接口。

协议数据

• 协议的数据一般使用结构体或结构体数组来组织；
• 如果涉及的数据量比较大，则需要考虑使用哈希表来组织。

协议配置

• 协议涉及一些参数，具体如何对协议进行配置？
  – 用户态，可考虑使用文件的形式；
  – 如果同时涉及用户和内核态，则需要考虑用户态内核态通讯的问题；

协议调试

• 协议调试，可考虑增加调试命令或调试手段，可考虑下面几点功能：
  – 查看统计，如接口的统计等；
  – 打印报文，可使用调试开关，控制收发报文的打印，也可细化仅打印特定的报文（特定MAC、特定类型等）；
  – 查看协议的配置和状态，考虑proc文件等方式；

协议状态机

• 每种协议都有自己的状态机，而状态机有不同的实现方式：
  –switch-case模式
  – 表驱动

软硬件分工

• 协议所涉及的功能，如果涉及芯片，且芯片支持该功能，则可考虑使用硬件实现。
• 如果硬件不支持，则只能考虑软件实现。

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