zaimplementowanie funkcjonalnosci sieci lokalnej: NATRouter moze miec polaczenia do komputerow (a'la switch) i przekazywac pakiety

implementacja liczenia adresu podsieci

Main.cpp

@@ -7,32 +7,81 @@
 
 #include "common.h"
 #include "Node.h"
+#include "NATRouter.h"
 
 int main(int argc, char *argv[])
 {
 	cout << "Obiekt PC1" << endl;
-	Node pc1("PC1", "10.0.0.2", "255.0.0.0");
+	Node pc1("PC1", "10.0.0.2", "255.0.0.0", "10.0.0.1");
 
 	cout << "Obiekt PC2" << endl;
-	Node pc2("PC2", "10.0.0.3", "255.0.0.0");
+	Node pc2("PC2", "10.0.0.3", "255.0.0.0", "10.0.0.1");
+
+	cout << "Obiekt R1" << endl;
+	NATRouter r1("R1", "10.0.0.1", "255.255.255.0");
+	r1.setWanIp("83.11.254.254");
+	r1.setWanMask("255.255.255.255");
+
+	cout << "Podlaczam PC1, PC2 z R1" << endl;
+	cout << r1.connectNode(&pc1) << endl;
+	cout << r1.connectNode(&pc2) << endl;
+
+	cout << "Obiekt S" << endl;
+	Node s("Serwer", "8.8.8.8", "255.255.255.255");
+	s.connectNode(&r1);
+
+	/*
+	 * zastapilem to polaczenie bezposrednie
+	 * polaczeniem przez router (a'la switch)
 
 	cout << "Lacze PC1 z PC2" << endl;
 	cout << pc1.connectNode(&pc2) << endl;
 
 	cout << "Lacze PC1 z PC2 (ponownie)" << endl;
 	cout << pc1.connectNode(&pc2) << endl;
-
+	 */
 	cout << "Tworze pakiet i adresuje go do PC2" << endl;
 	Packet p("piekna wiadomosc");
 
 	p.setDstIp("10.0.0.3");
 	p.setDstPort(80);
 
-	cout << "Wysylam wiadomosc: ";
+	cout << "Wysylam wiadomosc z PC1: ";
 	cout << pc1.send(p) << endl;
 
+	cout << "Wywoluje onRecv() na R1 <-- pelni funkcje switcha" << endl;
+	r1.onRecv();
+
 	cout << "Wywoluje onRecv() na PC2" << endl;
 	pc2.onRecv();
 
+	cout << "Adresuje pakiet do serwera" << endl;
+	p.setDstIp("8.8.8.8");
+	p.setDstPort(80);
+	p.setMsg("to wiadomosc do serwera!");
+
+	cout << "Wysylam wiadomosc z PC1: ";
+	cout << pc1.send(p) << endl;
+
+	cout << "Wywoluje onRecv() na R1 <-- pelni funkcje SNAT" << endl;
+	r1.onRecv();
+
+	cout << "Wywoluje onRecv() na serwerze" << endl;
+	s.onRecv();
+
+	cout << "Serwer generuje odpowiedz (tymczasowo, poki nie ma swojej klasy)" << endl;
+	Packet rp("Odpowiedz z serwera do PC1");
+	rp.setDstIp("83.11.254.254");
+	rp.setDstPort(1);
+
+	cout << "Wysylam wiadomosc z serwera: ";
+	cout << s.send(rp) << endl;
+
+	cout << "Wywoluje onRecv() na R1 <-- pelni funkcje DNAT" << endl;
+	r1.onRecv();
+
+	cout << "Wywoluje onRecv() na PC1" << endl;
+	pc1.onRecv();
+
 	return 0;
 }

NATItem.h

@@ -18,7 +18,6 @@ class NATItem
 
 public:
 	NATItem();
-	NATItem();
 
 	bool isFree();
 

NATRouter.cpp

@@ -7,22 +7,42 @@
 
 #include "NATRouter.h"
 
-NATRouter::NATRouter()
+void NATRouter::initalizeNatTable()
 {
 	try
 	{
 		natTable = new NATItem[65536];
 	}
-	catch(bad_alloc &ba)
+	catch (bad_alloc &ba)
 	{
 		cerr << "Nie mozna zaalokowac pamieci dla tablicy NAT!" << endl;
 		exit(1);
 	}
 }
 
+NATRouter::NATRouter()
+{
+	this->initalizeNatTable();
+}
+
+NATRouter::NATRouter(string hostname) : Node(hostname)
+{
+	this->initalizeNatTable();
+}
+
+NATRouter::NATRouter(string hostname, string ip, string mask) : Node(hostname, ip, mask)
+{
+	this->initalizeNatTable();
+}
+
+NATRouter::NATRouter(string hostname, string ip, string mask, string gatewayIp) : Node(hostname, ip, mask, gatewayIp)
+{
+	this->initalizeNatTable();
+}
+
 int NATRouter::getFreePort()
 {
-	for (int i=0; i<65536; ++i)
+	for (int i=1; i<65536; ++i)
 		if (this->natTable[i].isFree())
 			return i;
 
@@ -39,9 +59,15 @@ void NATRouter::onRecv()
 {
 	Packet p = this->recv();
 
+	// TODO: jako ze router jest tez switchem, zaimplementowac wysylanie wiadomosci po sieci lokalnej
 	if (p.getSrcPort() != 0)
 	{
-		if (p.getDstIp() != this->getIp() && p.getDstIp() != this->getWanIp())
+		// jezeli pakiet idzie z jednego wezla do drugiego w danej possieci to odeslij mu "jak switch"
+		if (this->calculateNetwork(p.getDstIp(), this->getMask()) == this->getNetwork())
+		{
+			this->send(p, true);
+		}
+		else if (p.getDstIp() != this->getIp() && p.getDstIp() != this->getWanIp())
 		{
 			this->sNAT(&p);
 		}
@@ -97,6 +123,8 @@ void NATRouter::sNAT(Packet *packet)
 	natItem = &this->natTable[port];
 	natItem->setIp(packet->getSrcIp());
 	natItem->setPort(packet->getSrcPort());
+	natItem->setTimeout(5);
+
 	packet->setSrcIp(this->getWanIp());	// zamieniam IP lokalne na WAN'owe
 	packet->setSrcPort(port);			// zamieniam port lokalny na WAN'owy - z tablicy NAT
 

NATRouter.h

@@ -14,14 +14,18 @@
 
 class NATRouter : public Node
 {
-	NATItem *natTable;		// tablica z zaalokowanymi portami na zewnątrz
-	NetConf netWanConf;		// konfiguracja sieciowa na zewnątrz
+	NATItem *natTable = NULL;	// tablica z zaalokowanymi portami na zewnątrz
+	NetConf netWanConf;			// konfiguracja sieciowa na zewnątrz
+	void initalizeNatTable();
 	int getFreePort();
 	void sNAT(Packet *packet);
 	void dNAT(Packet *packet);
 
 public:
 	NATRouter();
+	NATRouter(string hostname);
+	NATRouter(string hostname, string ip, string mask);
+	NATRouter(string hostname, string ip, string mask, string gatewayIp);
 	~NATRouter();
 	virtual void onRecv();
 

Node.cpp

@@ -6,9 +6,11 @@
  */
 
 #include "Node.h"
+#include "NATRouter.h"
 
 Node * Node::findConnection(string ip)
 {
+	NATRouter *ptr;
 	if (ip == "0.0.0.0")
 		return NULL;
 
@@ -17,6 +19,17 @@ Node * Node::findConnection(string ip)
 	{
 		if ((*it)->getIp() == ip)
 				return *it;
+
+		/*
+		 * jezeli wezel ma polaczenie do NAT-routera
+		 * (i istnieje jego interfejs WAN to sprawdz
+		 * czy nie ma z nim bezposredniego polaczenia)
+		 */
+		ptr = dynamic_cast<NATRouter*>(*it);
+
+		if (ptr != NULL)
+			if (ptr->getWanIp() == ip)
+				return *it;
 	}
 
 	return NULL;
@@ -35,6 +48,32 @@ Packet Node::recv()
 	return packet;
 }
 
+string Node::ipToString(unsigned int ip)
+{
+	ostringstream ss;
+	ss << ((ip>>24)&0xFF) << "." << ((ip>>16)&0xFF) << "." << ((ip>>8)&0xFF) << "." << (ip&0xFF);
+
+	return ss.str();
+}
+
+unsigned int Node::stringToIp(string ip)
+{
+	istringstream iss(ip);
+	int offset = 24;
+	unsigned int res=0;
+
+	std::string token;
+	while (getline(iss, token, '.')) {
+	    if (!token.empty())
+	    {
+	        res |= atoi(token.c_str()) << offset;
+	        offset -= 8;
+	    }
+	}
+
+	return res;
+}
+
 Node::Node()
 {
 	this->setHostname("");
@@ -143,15 +182,19 @@ void Node::setHostname(string hostname)
 void Node::setIp(string ip)
 {
 	this->netConf.ip = ip;
+
+	this->setNetwork();
 }
 
 void Node::setMask(string mask)
 {
 	this->netConf.mask = mask;
+	this->setNetwork();
 }
 
 void Node::setGatewayIp(string gatewayIp)
 {
+	// TODO mozna ewentualnie zrobic sprawdzenie czy gateway jest w podsieci
 	this->netConf.gatewayIp = gatewayIp;
 }
 
@@ -175,6 +218,11 @@ string Node::getGatewayIp()
 	return this->netConf.gatewayIp;
 }
 
+string Node::calculateNetwork(string ip, string mask)
+{
+	return ipToString(stringToIp(ip) & stringToIp(mask));
+}
+
 void Node::onRecv()
 {
 	// TESTOWO
@@ -189,3 +237,13 @@ void Node::onRecv()
 	}
 
 }
+
+void Node::setNetwork()
+{
+	this->netConf.network = this->calculateNetwork(this->netConf.ip, this->netConf.mask);
+}
+
+string Node::getNetwork()
+{
+	return this->netConf.network;
+}

Node.h

@@ -10,22 +10,29 @@
 
 #include "common.h"
 #include "Packet.h"
-
 typedef struct {
 	string ip;
 	string mask;
+	string network;
 	string gatewayIp;
 } NetConf;
 
 class Node
 {
-protected:
+private:
 	queue<Packet>rcvBuffer;		// kolejka z pakietami do przetworzenia
 	vector<Node*> connectedNodes;	// referencje do węzłów, z którymi jest podłączony
 	NetConf netConf;				// konfiguracja sieciowa
 	string hostname;				// nazwa węzła
+	void setNetwork();
+protected:
 	Node * findConnection(string ip);
 	Packet recv();
+	string ipToString(unsigned int ip);
+	unsigned int stringToIp(string ip);
+public:
+	string calculateNetwork(string ip, string mask);
+
 public:
 	Node();
 	Node(string hostname);
@@ -47,6 +54,7 @@ public:
 	string getHostname();
 	string getIp();
 	string getMask();
+	string getNetwork();
 	string getGatewayIp();
 
 	virtual void onRecv();		// wirtualna metoda na odbiór i dalszą akcję

common.h

@@ -15,8 +15,9 @@
 #include <cstdlib>
 #include <ctime>
 #include <unistd.h>
+#include <sstream>
+#include <cstdio>
 
 using namespace std;
 
-
 #endif /* COMMON_H_ */