linux - 如何提取以太网II帧的有效载荷/数据？

我正在尝试使用golang在用户空间中实现UDP协议。我已经达到可以获取原始以太网II数据包的地步。

我的代码如下所示:

type EthernetFrame struct {
    SrcAddress  []byte
    DestAddress []byte
    EtherType   []byte
    Payload     []byte
    CRC         []byte
}

func ReadEthernetPackets(ethernetSocket int) EthernetFrame {
    dataBytes := make([]byte, 1518)
    syscall.Read(ethernetSocket, dataBytes)
    return EthernetFrame {
        SrcAddress:  dataBytes[0:6],
        DestAddress: dataBytes[6:12],
        EtherType:   dataBytes[12:14],
        Payload:     dataBytes[14:1515],
        CRC:         dataBytes[1515:1518],
    }
}

我在这里(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ethernet_Type_II_Frame_format.svg)看到，以太网II帧的长度可以在64到1518字节之间，但是由于标头中没有任何字段说明有效负载长度，因此我只是假设所有帧都可以长度为1518，理论上我的代码应该可以正常工作。但是由于帧大多以不同的长度到达，所以我的假设失败了。
如何解析收到的字节并仅获取有效载荷？我应该将dataBytes的长度保持为什么？

最佳答案

每个Internet数据包都来自以下几层:

L2-数据链接(例如Mac地址，ethertype，VLAN等)

L3-网络(例如IPv4 / IPv6 / ...)

L4-传输(例如UDP / TCP / ...)

L5-有效负载
有些将L5分为三个不同的层(L5，L6和L7，分别是 session ，表示和应用程序)。
可以在Wiki OSI Moudel中找到更多详细信息!

对于L2，由于您期望使用IPv4(不是IPv6，对吗？):

EthernetFrame {
  Dest Mac Addr,  # Len is 6 B
  Src Mac Addr,   # Len is 6 B
  EtherType,      # Len is 2 B - This value will be 0x0800
}

如果这是IPv4，则为EtherType==0x0800如果是EtherType==0x8100，那么这是VLAN，在此之后，期望再读取2 B来获取VLAN数据PCP / DEI / VID-more about VLAN!
因此，您的数据包将如下所示:

EthernetFrame {
  Dest Mac Addr,  # Len is 6 B - Some Dest Mac
  Src Mac Addr,   # Len is 6 B - Some Src  Mac
  EtherType,      # Len is 2 B - 0x8100 - VLAN
  VlanData,       # Len is 2 B - VLAN Data - DEI / PCP / VID
  EtherType       # Len is 2 B - Again, need to parse...
}

现在，如果第二个EtherType==0x0800，则下一层(L3-网络)为IPv4。
More about ethertype

L3-网络层-来自Wiki https://en.wikipedia.org/wiki/IPv4？
从此IPv4开始，除非IHL> 5，否则L3的长度固定为5 B(40位)。

Version               - 4 b
IHL                   - 4 b
DSCP                  - 6 b
ECN                   - 2 b
Total Len             - 16 b - Include header + data
Identification        - 16 b
Flags                 - 3 b
Fragment offset       - 13 b
TTL (Time to Live)    - 8 b
Protocol              - 8 b (for next Layer parse, in your case will be UDP with 0x11)
Header Checksum       - 16 b
Src IP Addr           - 32 b
Dest IP Addr          - 32 b

上面的数据包描述了IHL<=4情况下的IPv4数据包。否则，请向数据包添加有关IHL len的选项tail。

在此阶段，您知道了总长度，并且第4层是UDP。
检查Wiki https://en.wikipedia.org/wiki/User_Datagram_Protocol吗？
L4看起来像-对于UDP(TCP不同，其他协议也不同..):

Source prot   - 2 B
Dest port     - 2 B
Length        - 2 B
Checksum      - 2 B

总结-需要:

从L2开始，了解什么是醚类型，并基于它来解析L3

在L3上，需要了解所有总len和L4协议类型(例如UDP或TCP)。

在L4上，需要学习len(您也从L3知道它!!!)。

解析有效载荷!

如果没有VLAN或IPv4以外的任何其他以太类型，并且IHL 然后有效载荷从14 + 20 + 8开始

L2的

14 B

L3的20 B

L4的

8 B

祝好运!