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位域和端点

c c++

StackedCrooked · 技术社区 · 14 年前

我定义了以下结构来表示IPv4标头(直到选项字段):

struct IPv4Header
{
    // First row in diagram
    u_int32 Version:4;
    u_int32 InternetHeaderLength:4;     // Header length is expressed in units of 32 bits.
    u_int32 TypeOfService:8;
    u_int32 TotalLength:16;

    // Second row in diagram
    u_int32 Identification:16;
    u_int32 Flags:3;
    u_int32 FragmentOffset:13;

    // Third row in diagram
    u_int32 TTL:8;
    u_int32 Protocol:8;
    u_int32 HeaderChecksum:16;

    // Fourth row in diagram
    u_int32 SourceAddress:32;

    // Fifth row in diagram
    u_int32 DestinationAddress:32;
};

// Captured with Wireshark
const u_int8 cIPHeaderSample[] = {
    0x45, 0x00, 0x05, 0x17,
    0xA7, 0xE0, 0x40, 0x00,
    0x2E, 0x06, 0x1B, 0xEA,
    0x51, 0x58, 0x25, 0x02,
    0x0A, 0x04, 0x03, 0xB9
};

我的问题是:如何使用数组数据创建IPv4Header对象?

这不起作用,因为不兼容的endianness:

IPv4Header header = *((IPv4Header*)cIPHeaderSample);

我知道像ntohs和ntohl这样的函数,但它不知道如何正确使用它们:

u_int8 version = ntohs(cIPHeaderSample[0]);
printf("version: %x \n", version);

// Output is:
// version: 0

有人能帮忙吗?

4 回复 | 直到 14 年前

caf 14 年前

最便携的方法是使用 memcpy() 对于超过一个字节的类型。您不必担心字节长度字段的endianness:

uint16_t temp_u16;
uint32_t temp_u32;
struct IPv4Header header;

header.Version = cIPHeaderSample[0] >> 4;

header.InternetHeaderLength = cIPHeaderSample[0] & 0x0f;

header.TypeOfServer = cIPHeaderSample[1];

memcpy(&temp_u16, &cIPHeaderSample[2], 2);
header.TotalLength = ntohs(temp_u16);

memcpy(&temp_u16, &cIPHeaderSample[4], 2);
header.Identification = ntohs(temp_u16);

header.Flags = cIPHeaderSample[6] >> 5;

memcpy(&temp_u16, &cIPHeaderSample[6], 2);
header.FragmentOffset = ntohs(temp_u16) & 0x1fff;

header.TTL = cIPHeaderSample[8];

header.Protocol = cIPHeaderSample[9];

memcpy(&temp_u16, &cIPHeaderSample[10], 2);
header.HeaderChecksum = ntohs(temp_u16);

memcpy(&temp_u32, &cIPHeaderSample[12], 4);
header.SourceAddress = ntohl(temp_u32);

memcpy(&temp_u32, &cIPHeaderSample[16], 4);
header.DestinationAddress = ntohl(temp_u32);

nmichaels 14 年前

ntohl 和 ntohs 不要对1字节字段进行操作。它们分别用于32位和16位字段。您可能希望从cast或memcpy开始,然后根据需要对16位和32位字段进行字节交换。如果您发现没有任何字节交换的版本无法通过这种方法,那么就有位字段问题。

位字段在C中是一个大烂摊子。大多数人(包括我)都会建议你避开它们。

Paul Rubel 14 年前

你想看一看 ip.h ,那个是FreeBSD的。系统上应该有一个预先定义的iphdr结构,使用它。如果不需要的话,就不要重新发明轮子。

struct iphdr* hrd;
hdr = (iphdr*) cIPHeaderSample;
unsigned int version = hdr->version;

而且,htons接收16位并更改字节顺序,在32位变量上调用它只会把事情搞得一团糟。对于32位变量需要htonl。还要注意的是,对于一个字节来说,没有endianess,需要多个字节才能有不同的endianess。

Justin Ardini 14 年前

我建议你用 memcpy 避免位域和 struct 对齐,因为这可能会变得混乱。下面的解决方案仅适用于一个简单的示例,可以很容易地进行扩展:

struct IPv4Header
{
    uint32_t Source;
};

int main(int argc, char **argv) {
    const uint8_t cIPHeaderSample[] = {
        0x45, 0x00, 0x05, 0x17
    };

    IPv4Header header;
    memcpy(&header.Source, cIPHeaderSample, sizeof(uint8_t) * 4);
    header.Source= ntohl(header.Source);
    cout << hex << header.Source<< endl;
}

Output: 
45000517