用boost asio在C++中发送layer2

Question

当前的UDP宿/源块使用GNURadio向/从NIC发送数据包。它使用boost asio进行发送/接收。我需要修改这些UDP接收器/源块来处理现有功能的UDP和IP，以通过1 1GB的nic，以及添加boost原始套接字/协议，以便我们可以在没有IP地址的10G nic上发送无IP的layer2数据包(接收器是具有自定义错误检查/恢复等功能的FPGA )。

仅使用C语言，我就有了测试程序，在这些程序中，我可以按照自己的需要制作数据包，然后在另一端发送和接收。它们来自：

Create a layer 2 / ethernet socket with boost asio raw socket (in C++) http://qiita.com/kadopoly/items/acafa01945e5cfe39270

因为GNURadio在C++中，所以我需要修改boost套接字/协议设置，以适应udp_sink_impl.cc和udp_sink_impl.h文件，这样我就可以发送数据包。

堆栈溢出链接似乎是最直接的(我不是一个有经验的程序员)，我能够将它添加到我的GNURadio块中并进行传输。它不能正确地发送transmitbuffer2缓冲区(发送了一个包，但内容错误)，但确实发送了Hello World！streambuf buffer是否正确，所以我不知道。它不能处理0x00，所以我不能用它来测试发送的MAC地址。

这是我目前所拥有的：

udp_sink_impl.h代码片段：

    char tmpHeaderBuff[12];  // 32-bit sync word (0xFFFFFFFF), 32-bit sequence num and 32-bit data size

    unsigned char custom_type[2] = {0x82,0x00};
    unsigned char ethHeader[12] = {0x00,0x0c,0x29,0x05,0x0d,0x15,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};
    unsigned char mac_str[6];

    unsigned char dstMAC[6] = {0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};    
    unsigned char srcMAC[6];

/* 1G management stuff */
        boost::asio::io_service d_io_service;
        boost::asio::ip::udp::endpoint d_endpoint;
        boost::asio::ip::udp::socket *udpsocket;
/* 1G management stuff */

/* 10G raw socket stuff */    
      typedef boost::asio::generic::raw_protocol raw_protocol_t;
      typedef boost::asio::generic::basic_endpoint<raw_protocol_t> raw_endpoint_t;      
      boost::asio::io_service d_io_service10;

      raw_protocol_t::socket *d_socket10;
/* 10G raw socket stuff */

udp_sink_impl.cc代码片段：

  getMACAddress(d_send_iface,srcMAC);

/* Begin 1G management connection */
      std::string s__port = (boost::format("%d") % port).str();
      std::string s__host = host.empty() ? std::string("localhost") : host;
      boost::asio::ip::udp::resolver resolver(d_io_service);
      boost::asio::ip::udp::resolver::query query(s__host, s__port,
          boost::asio::ip::resolver_query_base::passive);
      d_endpoint = *resolver.resolve(query);

          udpsocket = new boost::asio::ip::udp::socket(d_io_service);
        udpsocket->connect(d_endpoint);
/* End 1G management connection */

/* Begin 10G management connection */      
      sockaddr_ll sockaddr;
      memset(&sockaddr, 0, sizeof(sockaddr));
      sockaddr.sll_family = PF_PACKET;
      sockaddr.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
      sockaddr.sll_ifindex = if_nametoindex(send_iface.c_str());
      sockaddr.sll_hatype = 1;

      raw_protocol_t::socket d_socket10(d_io_service10, raw_protocol_t(PF_PACKET, SOCK_RAW));   /* Needs root or cap_net_raw permissions */   

      d_socket10.bind(raw_endpoint_t(&sockaddr, sizeof(sockaddr)));
/* End 10G management connection */

/* This currently does not work for unknown reason. Transmitted packet does NOT match buffer contents expected. But the streambuf seems to work.      */

      std::vector<boost::asio::const_buffer> transmitbuffer2;        
      transmitbuffer2.clear();
      transmitbuffer2.push_back(boost::asio::buffer((const void *)srcMAC, sizeof(srcMAC)));
      transmitbuffer2.push_back(boost::asio::buffer((const void *)dstMAC, sizeof(dstMAC)));
      transmitbuffer2.push_back(boost::asio::buffer((const void *)custom_type, sizeof(custom_type)));

      d_socket10.send(boost::asio::buffer(transmitbuffer2));

/* for testing */
    boost::asio::streambuf buffer;
    std::ostream stream( &buffer );    
    unsigned char const deadbeef[] = { 0xde, 0xad, 0xbe, 0xef }; // can't handle 0x00

    stream << "Hello, World!!!"
           << reinterpret_cast< char const * >( deadbeef ); 
    d_socket10.send(buffer.data());    

    } // Close constructor

.
.
.
    udp_sink_impl::work(int noutput_items,
    gr_vector_const_void_star &input_items,
    gr_vector_void_star &output_items)
{
.
.
.
    udpsocket->send_to(transmitbuffer,d_endpoint);

最后，在udp_sink_impl::work函数中，我想替换现有的UDP调用：

udpsocket->send_to(transmitbuffer,d_endpoint); 

使用类似这样的东西：

d_socket10->send(transmitbuffer);

目前，当我这样做时，没有数据包被发送，似乎崩溃或退出程序，而不是连续发送数据，所以我认为这是某种类型的崩溃。

有人能给我解释一下如何在C++中为UDP Sink/Source块实现简单堆栈溢出的指针示例或日本标记化的原始套接字示例吗？Sink (发送)当前是我优先于Source (接收)的优先级。

非常提前谢谢你。任何帮助或建议都是非常感谢的。

Answer 1

在scatter-gather io上的boost doc中，我认为send的语法应该是：

d_socket10.send(transmitbuffer2); // don't add the extra boost::asio::buffer()

我找不到任何使用缓冲区向量的boost::asio::buffer的例子，所以我不确定到底发生了什么(可能有一些我看不到的隐式转换)。

对于流测试，当您使用write成员函数而不是operator<<在流中插入时，必须手动指定大小。类似于：

unsigned char const deadbeef[5] = { 0x00, 0xde, 0xad, 0xbe, 0xef };
stream.write(reinterpret_cast<const char*>(&deadbeef[0]), 5);

这样，您就可以处理发送空字符。

你能展示一下transmitbuffer是如何构建的吗？它是否与transmitbuffer2相同

编辑

段错误表明您试图以非法的方式访问内存。仅从您的代码片段进行调试有些困难，但我会首先检查您发送的缓冲区是否仍然有效。boost::asio::buffer不会复制底层内存，当您准备发送时，它需要保持有效。

您还会在代码片段中混合使用指针和对象，因此请确保没有任何悬空指针，并且在调用send之前，每个人都处于有效状态

编辑2

在头文件中，声明一个名为d_socket10的成员指针，该成员指针从不在构造函数中分配或创建。第147行上的此调用：

raw_protocol_t::socket d_socket10(d_io_service10, raw_protocol_t(PF_PACKET, SOCK_RAW));

创建一个与成员指针同名的对象，当您退出构造函数的作用域时，该对象将被销毁。稍后，您使用未分配任何内容的成员指针调用send，因此出现了segfault。

要修复它，您需要创建它并以与udpsocket相同的方式管理它的生命周期

d_socket10 = new raw_protocol_t::socket(d_io_service10, raw_protocol_t(PF_PACKET, SOCK_RAW));

并在不再需要delete时调用它。