基于LWIP的ICMP路由重定向改進

4 實 現
對ICMP層改進的實現代碼主要集中于3處。
第一處位于ICMP模塊的icmp_input()函數，針對ICMP的消息處理機制，增加了路由重定向的處理。整個函數的處理流程如圖3所示。其中虛線框起來的部分為我們增加的功能。首先檢查是不是重定向包，然后檢驗包的完整性和有效性。在這些檢查都通過以后，判斷緩存功能是否啟用。啟用與否由一個全局變量控制，默認是關閉的。如果沒有啟用緩存，則對重定向包進行計數，當達到上限后，啟用緩存功能。重定向計數器應當定時歸零，這樣在一段時間內沒有收到足夠的重定向包，緩存功能仍然不會開啟。這可以把這個重定向計數器加入其他需要定時執行的函數中來實現(比如arp_timer()函數)。開啟緩存后，初始化緩存表，將每個條目的老化計數器置為最大，表示已過期，即所有條目都是空閑可用狀態。然后啟用定時老化功能。LWIP提供sys_timeout(interval，func_handler,arg)函數，用于每隔interval時間后，執行函數func_handler(arg)。定向老化功能可以將函數實現后，向這個sys_timeout()注冊來實現。如果緩存已經開啟，那么緩存這個收到的重定向包，總是把它插入老化計數器最大的條目，以實現LFU算法。
第二處改進仍然位于ICMP模塊，但添加了一個函數rou_cache_timer()。它是一個定時老化路由緩存的函數，用于老化、清理緩存條目，并再次向sys_timeout()注冊自己。其函數流程如圖4所示。

在所有緩存條目都已過圖4定時老化、清理路由緩存期后，應當關閉緩存功能，同時注銷定時老化函數。這些功能由rou_cache_timer()來完成。

第三處改進位于數據鏈路層的etharp_output()函數內。這個函數負責將下一跳的IP地址對應的MAC地址填入。
顯然，路由緩存的使用正在于此。在它使用默認網關地址前，應當查詢一下緩存中是否已將此路由重定向了。如果確實重定向了，那么在此下一跳IP被使用前，應該替換已重定向的IP。整個函數的流程如圖5所示。虛線框起來的部分是加入的功能。

結 語
本設計針對LWIP在多網關情況下不處理重定向IC―MP消息而作出了改進。這種改進包括接收這個ICMP消息并緩存路由信息，為此加入了自適應路由緩存的功能，即只在有重定向消息的時候自動開啟緩存，在緩存全部老化后又自動關閉緩存。路由緩存在比較完整的TCP／IP協議棧上都得到實現，但復雜度較高。這里使用一種較簡單的路由緩存結構以降低代碼量及資源使用開銷。本文提出的思路不僅適用于LWIP，在其他的小型協議棧上也適用。