Разработка общей структуры программы

Так как представленная программа написана с использованием технологии «нитей» (Thread), то в начале данного раздела будет дано определение этому термину, описаны плюсы и минусы использования этой технологии, а затем рассмотрено из каких конкретно модулей (нитей) состоит программа, их назначение и взаимодействие между собой.

Что такое нить (thread)?

Под нитью (иногда называемой нитью контроля) понимается независимая последовательность выполнения программного кода внутри отдельного процесса [10]. Нити разделяют между собой всю память процесса, и если одна нить пишет что-то в память, другая может читать эти данные. Нити также разделяют все остальные ресурсы процесса, например, дескриптор файла, т. е. сразу несколько нитей могут писать в один и тот же файл. Нити внутри процесса распределяются и исполняются абсолютно независимо, т. е. если одна нить ожидает ввода информации, это никаким образом не прерывает исполнение других нитей. В мультипроцессорных системах разные нити могут выполняться разными процессорами. В однопроцессорных же системах — нити могут исполняться в произвольном порядке. Обычно, нить исполняется, пока не будет заблокирована каким-либо запросом или пока не закончится отведенный ей отрезок времени (квант времени).

Рис. 7. Поочередное исполнение нитей в однопроцессорных системах

Не смотря на то, что использование нитей несколько усложняет процесс программирования, они дают преимущества. Рассмотрим эти преимущества подробнее.

Производительность. Программа, реализованная с помощью только одной нити, переходит в режим ожидания при каждом системном вызове. Использование более одной нити (и для мультипроцессорных, и для однопроцессорных систем) позволяет совместить времена ожидания выполнения системных вызовов. Нить, которая делает запрос, переходит в режим ожидания, но другая нить в данном процессе может продолжать работу. При этом одному процессу в каждый момент времени может соответствовать несколько запросов к системе. Следует заметить, что данные запросы остаются синхронными.

Мультипроцессорные системы. Использование нескольких нитей в одном процессе является эффективным способом использования возможности параллельной работы.

Графический интерфейс для пользователя. Однонитевое приложение, предоставляющее пользователю графический интерфейс, обычно замирает при ожидании реакции от пользователя (например, нажатие кнопки). Если бы это приложение было много нитевым, то с ожиданием нажатия кнопки можно было бы связать отдельную нить, а другие нити продолжали бы работать. Так же в подобных системах множество нитей позволило бы сделать незаметным для пользователя выполнение служебных действий (например, автоматическое сохранение).

Оперативность серверных приложений. Серверные приложения обрабатывают запросы, приходящие от клиентов. Одновременно может прийти несколько запросов. В случае однонитевого приложения запросы будут выполняться последовательно, и выполнение сложного запроса может надолго отложить выполнение других, более простых и важных запросов. Много нитевая структура в этом отношении представляется более адаптивной, т.к. каждый запрос пользователя может быть обработан согласно его сложности и важности. Другой проблемой для серверных приложений является взаимные запросы. Это происходит если сервер 1, обрабатывая клиентский запрос, делает запрос к серверу 2, который в свою очередь при его обработке обращается обратно к серверу 1. В однонитевом приложении это приведет к зависанию обоих серверов, т.к. единственная нить сервера 1 уже занята обработкой запроса и не может обработать запрос сервера 2. Использование нескольких нитей решает эту проблему, т.к. для каждого запроса выделяется отдельная нить, которая выполняется независимо от других.

Однако использование нитей несет в себе несколько опасностей, и главная из них это работа с общей памятью. Рассмотрим конкретный пример. Оператор увеличения переменной на единицу для программы выливается в 3 действия:

Загрузить значение переменной в регистр Увеличить регистр Записать значение регистра в переменную Если две нити начнут выполнять этот оператор одновременно, то может произойти следующая последовательность действий:

Нить 1 Нить 2.

• 1 Загрузить значение переменной в регистр
• 1 Загрузить значение переменной в регистр
• 2 Увеличить регистр
• 3 Записать значение регистра в переменную
• 2 Увеличить регистр
• 3 Записать значение регистра в переменную

В этом случае нить 1 перезапишет значение записанной нитью 2, и переменная увеличится лишь на единицу вместо двух. Такие места в коде называют критическими секциями и организуют работу так, что они гарантировано выполняются только одной нитью.

Использование многонитевого принципа построения моей программы вызвано двумя причинами:

Необходимость постоянно прослушивать требуемый порт на наличие пришедшего пакета.

Принцип действия программы похож на принцип работы серверного приложения (в качестве запросов клиентов выступают приходящие пакеты). В связи с этим становиться очень ценным возможность обработки пакетов согласно их важности.

Механизм обмена информации между нитями В процессе работы программы нитями необходимо обмениваться информацией. В основном это передача пакетов и запросов с параметрами. Для осуществления обмена использовался механизм pipe [8]. Pipe представляет собой модуль для передачи данных. Единственным его ограничением является то, что этот модуль создает однонаправленный поток данных. Создание производится с помощью функции pipe.

#include.

int pipe (int filedes[2]);

Функция возвращает 0 в случае успеха и -1 при ошибке. Параметрами в функцию предается массив из двух дескрипторов, которые заполняются внутри функции. В первый дескриптор (filedes[0]) предназначен для чтения из pipe, а второй (filedes[1]) для записи в pipe. Чтение из pipe и запись в него производятся с помощью стандартных функций read и write. Для этих функций дескриптор pipe ничем не отличается от дескриптора файла.

#include.

ssize_t read (int fildes, void *buf, size_t nbyte);

ssize_t read (int fildes, void *buf, size_t nbyte);

Вторым параметром в функции передается указатель на буфер, куда записывать данные (для read) или откуда считывать их (для write). Третьим параметром для read передается максимальное число читаемых данных, я для write число записываемых байт.

Выбор pipe в качестве средства передачи между нитями обусловлен простотой и наглядностью данного метода. Плюс корректно обрабатывают ситуацию, когда в pipe пишут сразу 2 сообщения — эти сообщения не перемешиваются, а записываются последовательно. Правда в этом случае встает задача разделения этих двух сообщений, т.к. read не разделяет их, а, прочитав сразу два можно или не заметить второе сообщение или посчитать неверной структуру первого. Для избежания этого формат сообщения, передаваемого в pipe в моей программе следующий.

Рис. 8. Структура передаваемых запросов

Первым байтом в сообщении идет тип данного сообщения, который говорит, какие именно данные содержаться. Если тип сообщения не предусмотрен в месте, куда это сообщение пришло, сообщается об ошибке и из pipe считывается буфер максимальной длины. Следующие за типом сообщения 4 байта содержат длину передаваемых данных. Если тип сообщения налагает какие-либо ограничения на длину данных (например, если передается IP адрес, то его длина должна быть 4 байта) и считанная длина этим ограничениям не удовлетворяет, то также сообщается об ошибке, и стараемся все вычитать из pipe. После этого из pipe достаются данные указанной длины. После обработки считанного запроса процедура повторяется заново, начиная с получения типа сообщения. Такой формат сообщения и приведенный порядок его обработки гарантирует, что никакое сообщение не будет потеряно.

Нитевая структура программы В этом разделе будет рассмотрено, из каких нитей состоит программа, их назначение и как они взаимодействуют друг с другом. На рисунке 9 представлена нитевая структура программа.

Рис. 9. Нитевая структура программы

На рисунке окружностями условно показаны нити, одинарными стрелками передача данными между нитями, а двойными взаимодействие с таблицей (добавление, поиск и удаление). Программа содержит 4 вида нитей:

Нить работы с сетью Нить распределения пакетов Нить выполнения первой фазы Нить выполнения второй фазы Нить работы с сетью. Задачей данной нити является непрерывная проверка порта на наличие пакета и прием запросов от других модулей на отсылку пакетов. Работа данной нити начинается с открытия порта (функция socket) и указания адреса и порта, с которым мы будем работать[9].

struct sockaddr_in serveraddr;

if ((sockdscr = socket (AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {.

printf («Server error: cannot open socket «);

return NULL;

}.

memset (&serveraddr, 0, sizeof (serveraddr));

serveraddr.sin_family = AF_INET;

serveraddr.sin_port = htons (Conf.LocalPort);

serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr (Conf.LocalAddress); if (bind (sockdscr,(struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof (serveraddr))==-1){.

printf («Server error: cannot bind «);

return NULL;

}.

Как видно из данного части исходного кода программы, локальный IP адрес и номер порт берутся из конфигурации. После инициализации нить должна войти в режим ожидания и реагировать только на два события приход пакета и получение запроса на отправку пакета. Данное действие выполняется с помощью функции select. Она предназначена для слежения за несколькими дескрипторами одновременно на предмет их готовности к чтению, записи или если произошла ошибка.

#include.

int select (int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,.

fd_set *errorfds, struct timeval *timeout);

Первый параметр в этой функции — максимальный номер рассматриваемых дескрипторов. Три следующих параметра — массивы дескрипторов. Первый содержит номера дескрипторов, которые нужно наблюдать на предмет возможности чтения из него, второй на предмет возможности записи в него и третий на предмет возникновения в них ошибок. Последний параметр задает временной интервал, через который функция должна закончиться, если не произойдет никакого события. Данный параметр позволяет использовать данную функцию как таймер. В случае срабатывания какого-либо события возвращается число сработавших дескрипторов, и в массивах остаются только эти сработавшие дескрипторы. При выходе по таймауту функция возвращает ноль. В случае ошибки возвращается -1.

Вся нить, таким образом, представляет собой выполнение функции select, которая проверяет на возможность чтения из дескриптора порта и читающего конца pipe, передающего данные в эту нить. Т.к. выход по таймауту в данном случае нам не нужен, пятым параметром передается NULL.

FD_SET (sockdscr, &rfds); /* Добавление в массив дескриптора порта*/.

FD_SET (pipefd[0],&rfds); /* Добавление в массив дескриптора pipe*/.

retval=select (1024,&rfds, NULL, NULL, NULL);

if (SOCKET_ERROR == retval) {.

/* Обработка ошибки*/.

}.

if (FD_ISSET (sockdscr, &rfds)) {.

/* Действия, выполняемые при приходе пакета */.

}.

if (FD_ISSET (pipefd[0], &rfds)) {.

/* Действия, выполняемые при получении запроса */.

}.

В случае прихода пакета он целиком передается нити распределения пакетов (вместе с ним передаются также IP адрес и номер порта отправителя). При получении запроса на посылку пакета пакет отсылается, причем адрес и номер порта получателя должен находиться в запросе.

Нить распределения пакетов. В задачу данной нити входит предварительный разбор заголовка пакета, проверка правильности структуры пакета и передача пакета нити, для которой он предназначен. Вся информация для проверки пакета и нахождения нити приемника берется из ISAKMP заголовка пакета. Данный заголовок должен находиться в начале каждого пакета и служит для определения, к какой именно попытке установления соединения принадлежит данный пакет. Структура ISAKMP заголовка приведена на рисунке 10 [4].

Первые 8 байт занимает Initiator Cookie — иидентификатор попытки установления соединения со стороны инициатора. Значение данного поля выбирается на стороне инициатора (случайным или предопределенным образом) и служит при дальнейшем распределении пакетов. Responder Cookie играет такое же значение, но для ответчика.

Рис. 10. Структура ISAKMP заголовка

Следующим полем идет Next Payload, которое показывает тип компонента (payload) следующего за заголовком. Version показывает версию используемого протокола. Exchange type говорит о режиме, при котором используется данный пакет (Main Mode, Aggressive Mode, Quick Mode и т. п.). Флаги содержат информацию о состоянии пакета, например, зашифрован он или нет. Еще одним идентификатором пакета является Message ID. Последние 4 байта содержат длину всего пакета, включая сам заголовок.

Идентификация пакета проводится по следующим принципам. В первом пакете инициатор проставляет Initiator Cookie, а Responder Cookie оставляет нулевым, давая возможность ответчику при ответе заполнить его. Message ID служит для идентификации разных попыток установления соединения во второй фазе, идущих под защитой одной и той же первой фазы, а, следовательно, имеющих одинаковые CookieI и CookieR.

Порядок обработки пакета следующий Проверка длины пакета. Производится простым сравнением длины полученного пакета, которую мы узнаем при чтении пакета из порта и значением соответствующего поля в ISAKMP заголовке. Данная проверка является очень простой, но в то же время весьма эффективной, т.к. позволяет быстро (фактически на самом первом этапе), без затрачивания больших ресурсов отсечь случайные пакеты. Здесь мы впервые встречаемся с проблемой разного способа хранения чисел на разных архитектурах. Если рассмотреть конкретный пример, то число 0×1 020 304 в системе с процессором Sun Sparc будет представлено в виде.

т.е. сначала идут старшие цифры (так называемое big-endian представление), а для процессора Intel.

сначала идут младшие цифры (little-endian). Из-за требования поддерживать обе платформы использовать простое проведение памяти к типу unsigned int нельзя, т.к. значение длины пакета, например, 100 для Sun Sparc будет 100, а для Intel 1 677 721 600. Для решения этой проблемы были написаны макросы для перевода чисел из одного состояния в другое для обеих платформ.

#define GET_32BIT (cp).

• (((unsigned long)(unsigned char)(cp)[3]) |
• ((unsigned long)(unsigned char)(cp)[2] << 8) |
• ((unsigned long)(unsigned char)(cp)[1] << 16) |
• ((unsigned long)(unsigned char)(cp)[0] << 24))

#define GET_16BIT (cp).

• (((unsigned long)(unsigned char)(cp)[1]) |
• ((unsigned long)(unsigned char)(cp)[0] << 8))

#define PUT_32BIT (cp, value).

• (cp)[3] = (value);
• (cp)[2] = (value) >> 8;
• (cp)[1] = (value) >> 16;
• (cp)[0] = (value) >> 24;

#define PUT_16BIT (cp, value).

• (cp)[1] = (value);
• (cp)[0] = (value) >> 8;

Если проверка не прошла, то дальнейшее рассмотрение пакета заканчивается и пакет удаляется.

Проверяем допустимость значений некоторых других полей заголовка — Next Payload, Version, Exchange Type и Flags. Эти поля проверяются не на точное совпадение, как длина пакета, а на вхождение значения в диапазон допустимых значений. Проверка корректности данных значений будет произведена позже, при детальном рассмотрении структуры пакета Поиск в таблице нитей первой фазы возможного получателя пакета. Поиск ведется на основе значений CookieI и CookieR. Т.к. некоторые пакеты могут представлять собой запросы на создание соединений с другой стороны (т.е. нить для их обработки еще не создана), переповторы этих запросов (нить уже создана и уже проставлено значение CookieR, т. е. в данную нить пакет не попадет), а также ответы на наши запросы (CookieR в таблице стоят нулевые), то порядок поиска подходящей записи в таблице следующий: «если значение CookieR в пакете или таблице нулевое, то запись считается сработавшей, если совпало только значение CookieI, иначе должны совпасть значение и CookieR, и CookieI». Если мы нашли сработавшую запись, то мы получим дескриптор записи для pipe, связывающей с нужной нитью, по которому и передадим пакет. Если запись не найдена и значение CookieR равно нулю это означает, что это первый пакет новой попытки установления соединения. Для данного пакета мы создаем новую нить, pipe для связи с этой нитью, делаем добавление записи в таблицу нитей первой фазы, после чего передаем пакет только что созданной нити. Если не выполнилось ни одного из вышеперечисленных условий, то пакет считается неверным и удаляется.

Таким образом, происходит обработка пришедшего пакета, но нить распределения пакетов может также получить запрос на создание секретного соединения в качестве инициатора. В этом случае создается нить, pipe для связи с ней и нити передается пустой пакет, как знак начала работы в качестве инициатора.

Нить выполнения первой фазы. Данная нить предназначена для проведения первой фазы установления соединения.

Как было указано выше нити можно представить как независимое выполнение программы. Но, не смотря на это, каждая нить имеет свой собственный стек, а значит все переменные, объявленные в функции принадлежат только нити. Этот факт используется для хранения информации, связанной только с данной попыткой установления соединения (ключи шифрования, рабочие константы, метод аутентификации, текущие CookieI и CookieR и т. д.).

Обработка пришедшего пакета начинается с более тщательной проверки пакета. Сначала проверяется то, что не изменился тип обмена (если это первый пакет, то данное значение сохраняется для последующих проверок). То же самое делается со значением версии в ISAKMP заголовке. После этого происходит расшифрование пакета (если это требуется). Дальше происходит разбор пакета, выполнение промежуточных действий (расчетов), составление и отсылка ответного пакета. Так как набор функций, реализующих перечисленные выше действия, отличается для каждого пакета, построением простого цикла задача не решается. Для решения этой проблемы была введена переменная, которая отражала текущие состояние обмена, и по значению которой можно было узнать какие функции выполнять. Для наглядности и простоты работы с этой переменной были описаны ряд define.

#define INITIATOR 0×0.

#define RESPONDER 0×80.

#define MAIN 0×0.

#define AGGRESSIVE 0×40.

#define ABSENT 0×0 /* Метод аутентификации еще не определен*/.

#define PRESHARED 0×8.

#define DSA_SIGN 0×10.

#define RSA_SIGN 0×18.

#define RSA_ENC 0×20.

#define RSA_REV_ENC 0×28.

#define RENCRYPT 0×30.

#define GET_ROLE (State) (State&0×80).

#define GET_EXCH (State) (State&0×40).

#define GET_MODE (State) (State&0×38).

#define GET_STEP (State) (State&0×03).

#define SET_ROLE (State, Role) {State &= 0×80;State+=Role;}.

#define SET_MODE (State, Meth) {State &= 0xC7;State+=Meth;}.

#define SET_EXCH (State, Meth) {State &= 0xBF;State+=Meth;}.

#define STATE (role, exch_type, mode, step) (role+exch_type+mode+step).

Пример использования данной переменной при работе с программой будет приведен далее. Переход к требуемому набору функций осуществляется с помощью оператора выбора switch. В конце каждого набора функций переменная текущего состояния должна переводиться в следующее состояние (чаще всего это просто увеличение номера пакета) или должен выставляться флаг, говорящий об окончании первой фазы.

/*Получение о предварительная обработка пакета*/.

switch (state.State) /* Выбор набора требуемых функций */.

{.

case STATE (RESPONDER, AGGRESSIVE, ABSENT, 0) :

/* Набор функций для данного состояния */.

break;

case STATE (RESPONDER, MAIN, ABSENT, 0) :

/* Набор функций для данного состояния */.

break;

…

case STATE (INITIATOR, MAIN, DSA_SIGN, 2) :

/* Набор функций для данного состояния */.

break;

}.

Переменная текущего состояния также активно используется при расчетах, где формулы отличаются в зависимости от метода аутентификации или исполняемой роли (инициатор или ответчик). Отсылка созданного пакета осуществляется через доступный каждой нити дескриптор записи pipe нити работы с сетью После окончания первой фазы нить переходит в режим управления нитями второй фазы. Пакеты для этих нитей по значению CookieI и CookieR приходят в данную нить, а затем согласно значению Message ID отправляются в нити второй фазы или инициируют их создание. Для проведения правильной идентификации пакетов каждая нить первой фазы содержит свою таблицу нитей второй фазы, по которой и проводит поиск.

Нить выполнения второй фазы. Задача данной нити — проведение второй фазы установления соединения. Структура и принцип работы полностью такие же, как и в нити первой фазы. При создании вместе с пакетом нити передаются также значения некоторых переменных (рабочие константы, ключи шифрования и т. п.) необходимые для нормальной работоспособности нити. По завершению второй фазы нить выдает полученные результаты, удаляет себя из таблицы нитей второй фазы и заканчивает работу.

Таблицы поиска нитей Таблица нитей выполняющих первую фазу представляет собой список CookieTable_t структур

struct CookieTable_t;

typedef struct CookieTable_t {.

uchar CookieI[8]; /*Initiator Cookie */.

uchar CookieR[8]; /* Responder Cookie */.

int pd;/* Pipe Descriptor */.

uchar Ready; /* Ready Flag */.

struct in_addr AlienAddr;/* Peer IP Address */.

struct CookieTable_t *next; /* Next Member (NULL if last) */.

};

Необъясненными в данной структуре остались два поля: флаг Ready и структура IP адреса. В структуре IP адреса находится адрес партнера, с которым мы ведем процесс установления соединения. Флаг Ready показывает, закончилось или нет проведение первой фазы. Он используется, если со стороны модуля управления пришло 2 запроса на инициацию попытки установления соединения. В этом случае просматривается таблица нитей первой фазы в поисках записи с указанным IP адресом. Если флаг Ready в данной записи говорит о том, что первая фаза уже завершена, то запрос формируется на проведение сразу второй фазы. IP адрес может также использоваться при поиске нити для пришедшего пакета.

Ниже приведен пример функции поиска записи в таблице по совпадению и CookieI и CookieR.

CookieTable_t *FindCookieRecord (uchar *CI, uchar *CR) {.

uchar Test[8] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };

struct CookieTable_t *ptr = CookieTable;

while (ptr) {.

if (MEMCMP (CI, ptr->CookieI, 8) ||.

(MEMCMP (Test, ptr->CookieR, 8)&&MEMCMP (CR, ptr->CookieR, 8))).

ptr = ptr->next;

else.

return ptr;

}.

return NULL;

}.

Таблица нитей второй фазы тоже представляет собой список структур.

struct Phase2Table_t;

typedef struct Phase2Table_t {.

uchar MessageID[4]; /* Message ID */.

int pd;/* Pipe Descriptor */.

struct SPIlist_t SPIlist; /* List of SPIs */.

struct Phase2Table_t next; /* Next Member (NULL if last) */.

};

Метод работы со списками Phase2Table_t аналогичен вышеприведенному примеру.

Входные и выходные данные Общими входными данными (те которые используются для инициатора и для ответчика) является список возможных параметров соединения для первой и второй фаз. Данная информация считывается из конфигурационного файла при запуске программы и хранится в глобальных переменных, доступная для всех нитей. Структуры, описывающие эту информацию, повторяют структуру SA payload, которые предназначены для передачи этих самых вариантов параметров и выбранного случая. Рассмотрим структуры для описания параметров соединения подробнее.

typedef struct Proposal_t {.

uchar ProposalN; /* Номер Proposal */.

uchar ProtocolID;/* Номер протокола */.

NewGroup_t *NewGroup;

uchar NTransforms;

Proposal_t *nextPor;

Proposal_t *nextPand;

Transform_t *nextT;

};

Структура Proposal_t описывает Proposal payload, входящий в состав SA payload. Данная структура содержит все поля необходимые для создания и заполнения данного компонента пакета. Полями структуры являются номер компонента (ProposalN), идентификатор протокола, представляемого этим компонентом (ProtocolID), указатель на структуру содержащую параметры для New Group Mode (если он равен NULL, данные режим не нужен), количество Transform payload. Для связи между собой в данных структурах предусмотрено два указателя — указывающий на следующую структуру объединенную по «И» (nextPand), и указывающий на первую структуру следующей группы, объединенной по ИЛИ (nextPor). Также есть указатель на список соответствующих Transform payload структур.

typedef struct Transform_t {.

uchar TransformN;

uchar TransformID;

Transform_t *nextT;

Attributes_t *nextA;

};

Структура содержит номер структуры в данном списке, идентификатор представляемого алгоритма, указатель на следующий элемент (напомним, что список одномерный) и указатель на принадлежащий Transform payload список атрибутов.

typedef struct Attributes_t {.

uint type;

ushort SmallVal;

BUFFER BigVal;

Attributes_t *nextA;

};

Для атрибутов различают два представления — короткое и длинное. При коротком представлении значение атрибута не превышает 65 535 (2 байта), а при длинном задается длина и буфер, содержащий значение атрибута. То, в каком представлении задан (прислан) атрибут определяется первым битом поля type. Если он выставлен, то представление короткое. Остальные биты поля type показывают, какой это именно атрибут (длина ключа, метод аутентификации и т. п.). Поля SmallVal и BigVal предназначены для хранения значения атрибута при соответственно коротком и длинном представлении. Для каждого типа атрибута определено его представление. Если атрибут считается длинным, то допускается его представление в коротком формате (если значение умещается в 2 байта). Но обратное утверждение не верно — короткий атрибут всегда остается коротким.

Рис. 11. Графическое представление хранимых структур

Для хранения информации из конфигурации в программе описаны два указателя на структуру Proposal_t, которые содержат набор параметров соответственно для первой и второй фаз. При получении SA payload от партнера, его содержимое также переводится в данные структуры для удобства работы с информацией.

С помощью этих же структур происходит выдача результатов работы программы. Но, т.к. ключевой материал не входит в структуры, то буфер посчитанным ключевым материалом передается отдельно.

Алгоритм обработки входящего пакета При обработке входящего пакета решается две задачи. Первая задача это отбраковать плохие пакеты (посланные случайно или преднамеренно) по внешним признакам, чтобы избежать лишней траты ресурсов. Вторая задача это найти нить, для которой предназначен пакет.

При решении первой задачи рассматриваются два признака, по которым пакеты проверяются. Первый — значение поля Initiator Cookie. Это поле ни в одном пакете не может быть нулевым. Второй пункт при проверке это длина пакета. Т.к. ее значение передается в ISAKMP заголовке, а он никогда не шифруется, то для каждого пакета мы можем узнать заявленную длину и сравнить с длиной реальной. Вторая задача решается на основе значений полей CookieI и CookieR путем поиска требуемой нити в таблице нитей первой фазы. Способ решения данных задач была подробнее рассмотрена при описании нити распределения пакета, поэтому в данном разделе будет объяснен алгоритм разбора пакета на его компоненты (payload).

Между собой компоненты пакеты связываются с помощью общего заголовка (Generic Header). Его структура приведена на рисунке 12.

Рис. 12. Структура общего заголовка

Данный заголовок стоит в начале каждого компонента и служит для связывания компонент в список. Первым полем в нем указан тип следующего компонента (тип первого компонента указывается в соответствующем поле ISAKMP заголовка). У последнего компонента данное поле должно быть равно нулю. Второй байт в заголовке является зарезервированным для будущего использования и должен равняться нулю. Последние два байта содержат длину компонента вместе с общим заголовком.

Далее будет рассмотрена функция CheckPacket, которая осуществляет проверку структуры списка компонент.

int CheckPacket (State_t *state).

{.

int next = state->FirstPayload, Length = ISAKMP_HEADER_SIZE;

state->LastPacket = 0;

state->ptr = state->Packet.buf + ISAKMP_HEADER_SIZE;

do.

{.

if (state->ptr[1] ≠ 0) return ERROR /*Поле RESERVED не ноль*/.

Length += GET_16BIT (state->ptr+2);

if (Length > state->Packet.len) return ERROR.

/* Вышли за пределы пакета */.

switch (next).

{.

case 1: if (CheckSA (state) < 0) return ERROR;

state->LastPacket |= PAYLOAD_SA;

break;

case 4: if (CheckKE (state) < 0) return ERROR;

state->LastPacket |= PAYLOAD_KEY;

break;

…

case 13: if (CheckVendor (state) < 0) return ERROR;

state->LastPacket |= PAYLOAD_VENDOR;

break;

default:

return ERROR;

break;

}.

next = state->ptr[0].

state->ptr += GET_16BIT (state->ptr+2);

} while (next);

return 0;

}.

В функцию в качестве параметра передается структура state, которая содержит всю информацию, относящуюся к данной нити. В данном случае нам потребовалось значение типа первого компонента state->FirstPayload (оно было получено при разборе ISAKMP заголовка), указатель на буфер, содержащий пришедший пакет и длина пакета. Т.к. ISAKMP заголовок уже был разобран, временный указатель смещен на начало первого компонента. Затем начинается цикл по всем компонентам. Сначала проверяется правильность общего заголовка. Для этого проверяем равенство нулю зарезервированного поля. Длину компонента добавляем к сумматору общей длины пакета (Length) и проверяем, что заявленная длина компонент не больше длины самого пакета. Затем стоит оператор выбора (case), который анализирует значение типа заголовка. Этим выполняется проверка правильности типа компонента, и если тип оказывается неизвестным (или неподдерживаемым), то программа заканчивается с ошибкой. Для каждого известного компонента сначала происходит проверка правильности структуры компонента. Это обусловлено наличием в некоторых из них зарезервированных полей, а также тем, что некоторые из них содержат в себе другие компоненты (SA payload). После проверки выставляется флаг наличия данного компонента в пакете. Данные флаги будут необходимы при семантическом анализе пакета. Следующим действием мы присваиваем переменной содержащей тип следующего компонента новое значение и передвигаем указатель на начало следующего компонента. Выход из данного цикла осуществляется по нулевому значению поля общего заголовка Next payload. Гарантией того, что процесс проверки вообще когда-нибудь кончиться служит проверка того, что длина разбираемых компонент меньше длины пакета. Нормальный выход из цикла означает правильную структуру пакета.