Packetvisor(PV)

系统依赖

• clang 版本 >= 11
• llvm 版本 >= 11

bpftool & XDP-tools (submodules)

PV 使用 libxdp 在 XDP-tools 中。

构建库

您可以使用 cargo build -r 命令来构建 PV 库，库文件将位于 target/release/。

入门指南

本指南将引导您通过使用 PV 库编写的示例源代码进行编译和使用的过程。
以下说明将基于 Echo 示例。

请先安装依赖包。

# Install build dependencies
$ sudo apt-get install llvm clang libelf-dev gcc-multilib libpcap-dev m4 make curl

# Install Rust
$ curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh
$ source "$HOME/.cargo/env"

然后编译示例源代码。

# Compile all examples.
$ cargo build -r --examples

# Compile the specific example.
$ cargo build -r --example echo

编译后的示例二进制文件位于 target/release/examples/ 目录。

在运行 Echo 示例之前，您需要创建一个 Linux 网络命名空间。
我们为此提供了两个脚本

• examples/set_veth.sh : 创建两个 Linux 网络命名空间。
• examples/unset_veth.sh : 删除之前创建的两个 Linux 网络命名空间。

运行 examples/set_veth.sh 脚本在主机内部创建了两个命名空间（test1 和 test2）。

# Host veth0 is connected to veth1 in the test1 namespace.
# Host veth2 is connected to veth3 in the test2 namespace.

+-----------+          +-----------+
|   test1   |          |   test2   |
+--[veth1]--+          +--[veth3]--+
      |                      |
+--[veth0]----------------[veth2]--+
|               Host               |
+----------------------------------+

在 Echo 示例测试中只使用了 test1 命名空间。

现在，打开两个终端。

• 在一个终端（TERM1）中，在 test1 命名空间的 veth1 接口上运行 Echo。
• 在另一个终端（TERM2）中，从主机发送 ARP、ICMP 和 UDP 数据包到 test1。

总结来说，主机和 test1 之间执行 ARP、ICMP 和 UDP Echo（Ping-Pong）。

请在 TERM1 和 TERM2 上执行以下命令。

# Working directory on TERM1 is packetvisor/.
(TERM1) $ sudo ip netns exec test1 /bin/bash
(TERM1) $ ./target/release/examples/echo veth1
-------------------------------------------------
(TERM2) $ sudo apt-get install arping 2ping

# ARP echo test
(TERM2) $ sudo arping 10.0.0.5
# ICMP echo test
(TERM2) $ ping 10.0.0.5
# UDP echo test
(TERM2) $ 2ping 10.0.0.5 --port 7

现在您可以在 TERM1 的日志中看到 ARP、ICMP 和 UDP（端口 7）数据包在 test1 命名空间中被回显了！

关于 XSK（XDP Socket）的描述

XSK 的元素

• TX 环：包含要发送的包的描述符
• RX 环：包含已接收的包的描述符
• 完成环（= CQ，完成队列）：用于保存成功发送的数据包块
• 填充环（= FQ，填充队列）：用于分配接收数据包的块

RX 端过程

用户应在接收数据包并放入之前，预先分配空块或准备使用的块。以下步骤描述了如何通过 XSK 接收数据包。

1. 用户通过 xsk_ring_prod__reserve() 通知内核在 FQ 中预留多少个槽位，然后该函数将返回预留槽位的数量和 index 值，即预留槽位在环中的第一个索引。
2. 用户将 index 放入 xsk_ring_prod__fill_addr() 作为参数，函数将根据 index 返回槽位的指针。然后，用户通过迭代将块地址放入指针，就像 *xsk_ring_prod__fill_addr() = chunk_addr 这样，以与预留槽位的数量相同的方式进行分配。
3. 在分配块之后，xsk_ring_prod__submit() 将通知内核有多少块被分配到 FQ 中的槽位。
4. 当接收到一些数据包时，内核将根据 FQ 的分配信息将数据包复制到块中，并在 RX Ring 中创建数据包的描述符。
5. 用户可以通过 xsk_ring_cons__peek() 了解接收了多少个数据包。该函数将返回接收到的数据包数量和 index 值，即接收到的槽位在环中的第一个索引。
6. 通过 xsk_ring_cons__rx_desc()，用户可以通过将 index 放入函数作为参数来获取接收到的数据包的信息。
7. 在获取所有接收到的数据包信息之后，用户应通过 xsk_ring_cons__release() 通知内核在 RX Ring 中消耗了多少个数据包。这样，内核将移动 RX 环的尾部，以便为未来数据包的描述符保存空间。