如何避免在發送數據包時填充

Question

我想使用 write 系統調用發送一個數據包。 我創建了數據包，它的大小是 46 字節。 當我在wireshark的程序中發送數據包時，長度為60字節，填充14字節。 如何在沒有填充的情況下發送數據包。

我不能使用套接字命令。

struct x {
 bool is_active;
 bool is_owner;
 int fd1;
 int fd2;
 char pkt_hdr[sizeof(struct ether_header) + sizeof(struct ip)];
 struct interface *ifp;
 int fd_bufflen;
 struct ipaddr src;
 uint8_t ibuf[IP_MAXPACKET];
 int family;
 struct vrrp_vrouter *vr;
 struct list *addrs;
 bool ad;
 bool ga;
 bool nd;
 uint8_t priority;
 uint16_t ma_val;
 uint16_t sk_tm;
 uint16_t ma_val;
 struct ethaddr vmac;
  struct {
    int state;
  } fsm;

  struct {
    uint32_t ad_cnt;
    uint32_t ar_cnt;
    uint32_t g_cnt;
    uint32_t un_cnt;
    uint32_t t_cnt;
  } stats;

  struct thread *t_ti;
  struct thread *t_adti;
  struct thread *t_read;
  struct thread *t_write;
};
.
.
.
size_t buf_len = pktsz + sizeof r->pkt_hdr;
. 
.
.

/* Ethernet Header */
struct ether_header *ether_hdr = (struct ether_header *)buf;
.
.
.

/* IP Header */

struct ip *ip_hdr = (struct ip *) (ether_hdr + 1);
ip_hdr->ip_len = htons(buf_len - sizeof(struct ether_header));
ip_hdr->ip_src = r->src.ipaddr_v4;
ip_hdr->ip_sum = in_cksum(ip_hdr, sizeof(struct ip));

/* Payload */
memcpy((void *)(buf + sizeof r->pkt_hdr), (const void *)pkt, pktsz);

ssize_t sent = write(fd, buf, buf_len);
free(buf);

buf_len 是：46

pktsz : 12

r->pkt_hdr 的大小：34

長度為 46。

Answer 1

不幸的是， struct在存儲協議方面通常非常糟糕，因為它們的對齊和填充要求。 這意味着您不能在整個結構上使用memcpy等。 相反，必須在通過數據通信協議發送之前對struct進行序列化，以丟棄填充。

簡化示例：

typedef struct
{
  int i;
  char c;
} foo_t;

void foo_serialize (uint8_t dst[5], const foo_t* src)
{
  memcpy(dst, &src->i, 4);
  dst[4] = src->c;
}

在接收端需要一個類似的反序列化程序。

另一種選擇是使用非標准的#pragma pack(1)和類似方法“打包”結構。 這消除了填充，但填充是有原因的。 如果打包結構體，您的程序最終可能會讀取它未對齊，這可能導致代碼變慢或某些系統硬件異常。

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但同時您還需要轉換為網絡字節序。 Big endian 通常用於大多數數據協議。 重寫上面的例子，也可以從 little endian 轉換為 big endian：

void foo_serialize (uint8_t dst[5], const foo_t* src)
{
  dst[0] = ((uint32_t)src->i >> 24) & 0xFFu;
  dst[1] = ((uint32_t)src->i >> 16) & 0xFFu;
  dst[2] = ((uint32_t)src->i >>  8) & 0xFFu;
  dst[3] = ((uint32_t)src->i >>  0) & 0xFFu;
  dst[4] = src->c;
}

還有 POSIX htonl函數（主機字節序到網絡字節序，長格式），但由於該函數不能在 POSIX PC 計算機之外移植，它有點違背了它自己的目的。

Answer 2

打包可防止編譯器進行填充 - 這必須明確要求 - 在 GCC 下使用__attribute__((__packed__)) 。

有關更多解釋，請訪問以下鏈接： https : //www.geeksforgeeks.org/structure-member-alignment-padding-and-data-packing/