Rust网络类型库network-types的使用，高效处理多种网络协议和数据格式转换

network-types是用于表示网络协议头(Layer 2、3和4)的Rust结构体库。这个库是no_std的，非常适合使用Aya编写的eBPF程序。

示例

下面是一个XDP程序的示例，记录传入数据包的地址和端口信息：

use core::mem;

use aya_ebpf::{bindings::xdp_action, macros::xdp, programs::XdpContext};
use aya_log_ebpf::info;

use network_types::{
    eth::{EthHdr, EtherType},
    ip::{Ipv4Hdr, Ipv6Hdr, IpProto},
    tcp::TcpHdr,
    udp::UdpHdr,
};

#[xdp]
pub fn xdp_firewall(ctx: XdpContext) -> u32 {
    match try_xdp_firewall(ctx) {
        Ok(ret) => ret,
        Err(_) => xdp_action::XDP_PASS,
    }
}

#[inline(always)]
unsafe fn ptr_at<T>(ctx: &XdpContext, offset: usize) -> Result<*const T, ()> {
    let start = ctx.data();
    let end = ctx.data_end();
    let len = mem::size_of::<T>();

    if start + offset + len > end {
        return Err(());
    }

    Ok((start + offset) as *const T)
}

fn try_xdp_firewall(ctx: XdpContext) -> Result極u32, ()> {
    let ethhdr: *const EthHdr = unsafe { ptr_at(&ctx, 0)? };
    match unsafe { *ethhdr }.ether_type {
        EtherType::Ipv4 => {
            let ipv4hdr: *const Ipv4Hdr = unsafe { ptr_at(&ctx, EthHdr::LEN)? };
            let source_addr = unsafe { (*ipv4hdr).src_addr() };

            let source_port = match unsafe { (*ipv4hdr).proto } {
                IpProto::Tcp => {
                    let tcphdr: *const TcpHdr =
                        unsafe { ptr_at(&ctx, EthHdr::LEN + Ipv4Hdr::LEN)? };
                    u16::from_be(unsafe { (*tcphdr).source })
                }
                IpProto::Udp => {
                    let udphdr: *const UdpHdr =
                        unsafe { ptr_at(&ctx, EthHdr::LEN + Ipv4Hdr::LEN)? };
                    unsafe { (*udphdr).source() }
                }
                _ => return Ok(xdp_action::XDP_PASS),
            };

            info!(&ctx, "SRC IP: {:i}, SRC PORT: {}", source_addr, source_port);
        }
        EtherType::Ipv6 => {
            let ipv6hdr: *const Ipv6Hdr = unsafe { ptr_at(&ctx, EthHdr::LEN)? };
            let source_addr = unsafe { (*ipv6hdr).src_addr() };

            let source_port = match unsafe { (*ipv6hdr).next_hdr } {
                IpProto::Tcp => {
                    let tcphdr: *const TcpHdr =
                        unsafe { ptr_at(&ctx, EthHdr::LEN + Ipv6Hdr::LEN)? };
                    u16::from_be(unsafe { (*tcphdr).source })
                }
                IpProto::Udp => {
                    let udphdr: *const UdpHdr =
                        unsafe { ptr_at(&ctx, EthHdr::LEN + Ipv6Hdr::LEN)? };
                    unsafe { (*udphdr).source() }
                }
                _ => return Ok(xdp_action::XDP_PASS),
            };

            info!(&ctx, "SRC IP: {:i}, SRC PORT: {}", source_addr, source_port);
        }
        _ => {},
    }

    Ok(xdp_action::XDP_PASS)
}

命名约定

在命名结构和字段时，我们遵循以下原则：

• 使用CamelCase，即使名称通常全部大写(例如Icmp而不是ICMP)
• 当字段名称(由RFC或其他标准指定)包含空格时，用_替换它们
• 缩短以下冗长的名称：
  • source -> src
  • destination -> dst
  • address -> addr

功能标志

可以通过serde功能标志启用Serde支持。它旨在与像bincode这样的二进制序列化库一起使用，这些库利用Serde的基础设施。

请注意，启用Serde时会失去no_std支持。

完整示例代码

// 完整示例展示了如何使用network-types解析网络包
use network_types::{
    eth::{EthHdr, EtherType},
    ip::{Ipv4Hdr, IpProto},
    tcp::TcpHdr,
};

// 假设我们有一个原始网络数据包
let raw_packet: &[u8] = get_raw_packet_from_network();

// 解析以太网头
let eth_header = unsafe { &*(raw_packet.as_ptr() as *const EthHdr) };
match eth_header.ether_type {
    EtherType::Ipv4 => {
        // 解析IPv4头
        let ipv4_offset = EthHdr::LEN;
        let ipv4_header = unsafe { 
            &*(raw_packet.as_ptr().add(ipv4_offset) as *const Ipv4Hdr) 
        };
        
        println!("Source IP: {:?}", ipv4_header.src_addr());
        println!("Destination IP: {:?}", ipv4_header.dst_addr());
        
        match ipv4_header.proto {
            IpProto::Tcp => {
                // 解析TCP头
                let tcp_offset = ipv4_offset + Ipv4Hdr::LEN;
                let tcp_header = unsafe { 
                    &*(raw_packet.as_ptr().add(tcp_offset) as *const TcpHdr) 
                };
                
                println!("Source Port: {}", tcp_header.source);
                println!("Destination Port: {}", tcp_header.dest);
            }
            _ => println!("Not a TCP packet"),
        }
    }
    _ => println!("Not an IPv4 packet"),
}

许可证: MIT