# NewIP内核协议栈介绍 ## 基本概念 NewIP支持**可变长多语义地址**，**可变长定制化报头封装**，通过精简报文头开销，提升数据传输效率。 NewIP灵活极简报文头如下图所示，通过LLC Header中的EtherType = 0xEADD标识。Bitmap是一组由0和1组成的二进制序列，每个二进制位的数值用于表示特定目标特性的存在性。 ![zh-cn_image-20220915140627223](figures/zh-cn_image-20220915140627223.png) 1) Dispatch：指示封装子类，数值0b0表示其为极简封装子类，长度为1比特；(0b表示后面数值为二进制)。 2) Bitmap：变长，Bitmap默认为紧跟在Dispatch有效位后面的7比特，Bitmap字段长度可持续扩展。Bitmap最后一位置0表示Bitmap结束，最后一位置1表示Bitmap向后扩展1 Byte，直至最后一位置0。 3) Value: 标识字段的值，长度为1 Byte的整数倍，类型及长度由报头字段语义表确定。 ## NewIP配置指导 启用NewIP，需要通过编译内核时打开相应的配置项及依赖，NewIP相关CONFIG如下： ``` CONFIG_NEWIP=y CONFIG_NEWIP_HOOKS=y ``` 另有部分CONFIG被依赖： ``` VENDOR_HOOKS=y ``` ## NewIP相关接口 用户态应用程序调用Socket API创建NewIP socket，采用NewIP极简帧头封装进行收发包，NewIP协议socket接口列表如下： | 函数 | 输入 | 输出 | 返回值 | 接口具体描述 | | -------- | ------------------------------------------------------------ | ---------------------------------------------- | ---------------- | ------------------------------------------------------------ | | socket | int **domain**, int type, int **protocol** | NA | Socket句柄sockfd | 创建NewIP 协议类型socket，并返回socket实例所对应的句柄。**domain参数填写 AF_NINET，表示创建NewIP协议类型socket。protocol参数填写IPPROTO_TCP或IPPROTO_UDP**。 | | bind | int sockfd, const **struct sockaddr_nin** *myaddr, socklen_t addrlen | NA | int，返回错误码 | 将创建的socket绑定到指定的IP地址和端口上。**myaddr->sin_family填写AF_NINET**。 | | listen | int socket, int backlog | NA | int，返回错误码 | 服务端监听NewIP地址和端口 | | connect | int sockfd, const **struct sockaddr_nin** *addr, aocklen_t addrlen | NA | int，返回错误码 | 客户端创建至服务端的连接 | | accept | int sockfd, **struct sockaddr_nin** *address, socklen_t *address_len | NA | 返回socket的fd | 服务端返回已建链成功的socket | | send | int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const **struct sockaddr_nin** *dst_addr, int addrlen | NA | int，返回错误码 | 用于socket已连接的NewIP类型数据发送 | | recv | int sockfd, size_t len, int flags, **struct sockaddr_nin** *src_addr, | void **buf, int* *fromlen | int，返回错误码 | 用于socket已连接的NewIP类型数据接收 | | close | int sockfd | NA | int，返回错误码 | 关闭socket，释放资源 | | ioctl | int sockfd, unsigned long cmd, ... | NA | int，返回错误码 | 对NewIP协议栈相关信息进行查询或更改。 | | sendto | int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const **struct sockaddr** *dst_addr, int addrlen | NA | int，返回错误码 | 用于socket无连接的NewIP类型数据发送 | | recvfrom | int sockfd, size_t len, int flags, | void *buf, struct sockaddr *from, int *fromlen | int，返回错误码 | 用于socket无连接的NewIP类型数据接收 | NewIP短地址结构如下： ```c enum nip_8bit_addr_index { NIP_8BIT_ADDR_INDEX_0 = 0, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_1 = 1, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_2 = 2, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_3 = 3, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_4 = 4, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_5 = 5, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_6 = 6, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_7 = 7, NIP_8BIT_ADDR_INDEX_MAX, }; enum nip_16bit_addr_index { NIP_16BIT_ADDR_INDEX_0 = 0, NIP_16BIT_ADDR_INDEX_1 = 1, NIP_16BIT_ADDR_INDEX_2 = 2, NIP_16BIT_ADDR_INDEX_3 = 3, NIP_16BIT_ADDR_INDEX_MAX, }; enum nip_32bit_addr_index { NIP_32BIT_ADDR_INDEX_0 = 0, NIP_32BIT_ADDR_INDEX_1 = 1, NIP_32BIT_ADDR_INDEX_MAX, }; #define nip_addr_field8 v.u.field8 #define nip_addr_field16 v.u.field16 #define nip_addr_field32 v.u.field32 #pragma pack(1) struct nip_addr_field { union { unsigned char field8[NIP_8BIT_ADDR_INDEX_MAX]; unsigned short field16[NIP_16BIT_ADDR_INDEX_MAX]; /* big-endian */ unsigned int field32[NIP_32BIT_ADDR_INDEX_MAX]; /* big-endian */ } u; }; struct nip_addr { unsigned char bitlen; /* The address length is in bit (not byte) */ struct nip_addr_field v; }; #pragma pack() /* The following structure must be larger than V4. System calls use V4. * If the definition is smaller than V4, the read process will have memory overruns * v4: include\linux\socket.h --> sockaddr (16Byte) */ #define POD_SOCKADDR_SIZE 3 struct sockaddr_nin { unsigned short sin_family; /* [2Byte] AF_NINET */ unsigned short sin_port; /* [2Byte] Transport layer port, big-endian */ struct nip_addr sin_addr; /* [9Byte] NIP address */ unsigned char sin_zero[POD_SOCKADDR_SIZE]; /* [3Byte] Byte alignment */ }; ``` ## NewIP收发包代码示例 NewIP可变长地址配置，路由配置，UDP/TCP收发包demo代码链接如下，NewIP协议栈用户态接口使用方法可以参考代码仓examples代码。 | 文件名 | 功能 | | --------------------- | ----------------------------- | | nip_addr_cfg_demo.c | NewIP可变长地址配置demo代码 | | nip_route_cfg_demo.c | NewIP路由配置demo代码 | | nip_udp_server_demo.c | NewIP UDP收发包服务端demo代码 | | nip_udp_client_demo.c | NewIP UDP收发包客户端demo代码 | | nip_tcp_server_demo.c | NewIP TCP收发包服务端demo代码 | | nip_tcp_client_demo.c | NewIP TCP收发包客户端demo代码 | | nip_lib.c | 接口索引获取等API接口demo代码 | **基础操作步骤：** ![zh-cn_image-20220915165414926](figures/zh-cn_image-20220915165414926.png) 1、将demo代码拷贝到Linux编译机上，make clean，make all编译demo代码。 2、将编译生成二级制文件上传到设备1，设备2。 3、执行“ifconfig xxx up”开启网卡设备，xxx表示网卡名，比如eth0，wlan0。 4、在设备1的sh下执行“./nip_addr_cfg_demo server”给服务端配置0xDE00（2字节）变长地址，在设备2的sh下执行“./nip_addr_cfg_demo client”给客户端配置0x50（1字节）变长地址，通过“cat /proc/net/nip_addr”查看内核地址配置结果。 5、在设备1的sh下执行“./nip_route_cfg_demo server”给服务端配置路由，在设备2的sh下执行“./nip_route_cfg_demo client”给客户端配置路由，通过“cat /proc/net/nip_route”查看内核路由配置结果。 以上步骤操作完成后，可以进行UDP/TCP收发包，收发包demo默认使用上面步骤中配置的地址和路由。 **UDP收发包操作步骤：** 先在服务端执行“./nip_udp_server_demo”，然后再在客户端执行“./nip_udp_client_demo”，客户端会发送10个NewIP报文，客户端收到报文后再发送给服务端。 ``` 服务端sh窗口打印内容： Received -- 1661826989 498038 NIP_UDP # 0 -- from 0x50:57605 Sending -- 1661826989 498038 NIP_UDP # 0 -- to 0x50:57605 Received -- 1661826990 14641 NIP_UDP # 1 -- from 0x50:57605 Sending -- 1661826990 14641 NIP_UDP # 1 -- to 0x50:57605 Received -- 1661826990 518388 NIP_UDP # 2 -- from 0x50:57605 Sending -- 1661826990 518388 NIP_UDP # 2 -- to 0x50:57605 ... Received -- 1661827011 590576 NIP_UDP # 9 -- from 0x50:37758 Sending -- 1661827011 590576 NIP_UDP # 9 -- to 0x50:37758 客户端sh窗口打印内容： Received --1661827007 55221 NIP_UDP # 0 sock 3 success: 1/ 1/no= 0 Received --1661827007 557926 NIP_UDP # 1 sock 3 success: 2/ 2/no= 1 Received --1661827008 62653 NIP_UDP # 2 sock 3 success: 3/ 3/no= 2 ... Received --1661827011 590576 NIP_UDP # 9 sock 3 success: 10/ 10/no= 9 ``` **TCP收发包操作步骤：** 先在服务端执行“./nip_tcp_server_demo”，然后再在客户端执行“./nip_tcp_client_demo”，客户端会发送10个NewIP报文，客户端收到报文后再发送给服务端。 ``` 服务端sh窗口打印内容： Received -- 1661760202 560605 NIP_TCP # 0 --:1024 Sending -- 1661760202 560605 NIP_TCP # 0 --:1024 Received -- 1661760203 69254 NIP_TCP # 1 --:1024 Sending -- 1661760203 69254 NIP_TCP # 1 --:1024 Received -- 1661760203 571604 NIP_TCP # 2 --:1024 Sending -- 1661760203 571604 NIP_TCP # 2 --:1024 ... Received -- 1661760207 86544 NIP_TCP # 9 --:1024 Sending -- 1661760207 86544 NIP_TCP # 9 --:1024 客户端sh窗口打印内容： Received --1661760202 560605 NIP_TCP # 0 sock 3 success: 1/ 1/no= 0 Received --1661760203 69254 NIP_TCP # 1 sock 3 success: 2/ 2/no= 1 ... Received --1661760207 86544 NIP_TCP # 9 sock 3 success: 10/ 10/no= 9 ``` ## selinux规则说明 用户态进程操作NewIP socket需要添加selinux policy，否则操作会被拦截。 ```sh # base\security\selinux\sepolicy\ohos_policy\xxx\xxx.te # socket 基础操作 # avc: denied { create } for pid=540 comm="thread_xxx" scontext=u:r:thread_xxx:s0 tcontext=u:r:thread_xxx:s0 tclass=socket permissive=0 allow thread_xxx thread_xxx:socket { create bind connect listen accept read write shutdown setopt getopt }; # ioctl 操作 # 操作码在 linux-xxx\include\uapi\linux\sockios.h 中定义 # 0x8933 : name -> if_index mapping # 0x8916 : set PA address # 0x890B : add routing table entry allowxperm thread_xxx thread_xxx:socket ioctl { 0x8933 0x8916 0x890B }; ``` ##