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Lab 5 Writeup
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My name: Catfood
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My SUNet ID: 998244353
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I collaborated with: An orange cat
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This lab took me about `3` hours to do.
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Program Structure and Design of the NetworkInterface:
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这次的讲义给的很清楚，该做啥每一步都写了，也没啥隐藏的要调试的地方。
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主要的工作是：根据 `next_hop` 的 IP 地址来查询 Ethernet 地址，然后组装 eth 帧；以及管理 ARP。
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维护两个内部结构，ARP 缓存 `_arp_cache`、未发送的数据包链表 `_suspended_datagrams`。
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- ARP 缓存做了一点设计，把 IP 地址映射到一个以太网地址，同时还要附加上过期时间和正在查询标志。这里用一个 pair 和 optional 来包装，pair 里面另一个元素表示超时。如果 optional 有值，那么就是一个正常的表项；如果没有值，那么说明刚刚为这个 IP 发送了 ARP，五秒之后才可能清空。
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- 加入等待队列的时候，记得把 `next_hop` 一起塞进去，毕竟是发给 `next_hop` 而不是数据包的目标地址。
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实现三个方法
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- `send_datagram`：上来先查 cache，如果查到了，那就直接发。如果查不到，那么看看是不是已经发过 ARP 了，如果是，那么就直接塞进等待队列；如果不是，需要构造一个新的 ARP Request 然后广播。
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- `recv_frame`：首先判断地址，接收广播和本机IP，否则丢掉。如果是 IPv4，那么解析并返回；如果是 ARP，先解析。如果是 ARP Request 并且目标 IP 是自己，需要发回 ARP Reply，这里不需要广播、直接用发送者的以太网地址，并且需要将 SRC-DST 交换。
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无论是不是 REQUEST，都需要学习。直接把发送端 IP 到物理地址的映射塞进 cache，如果已经存在也无所谓，反正要刷新过期时间。
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最后记得遍历等待队列，看看有没有能发的包（也就是等于本次接收到的 ARP SRC-IP），如果能发，从等待队列删除并调用 `send_datagram`
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- `tick`：遍历缓存，更新过期时间，如果过期需要删掉。
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Implementation Challenges:
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难度不是很大。之所以花了我3个小时，其中有一个小时都是在解决 C++ 的问题。最离谱的是 `remove_if`，死活编译不过去，然后我只好不用他。`GCC` 的报错信息就跟那啥似的，一大坨，根本看不懂。最后看下来好像是，隐式禁用了拷贝构造，然后就用不了了。最后看了看，发现 reference 的 notes 里面有一句 `These algorithms cannot be used with associative containers such as std::set and std::map because their iterator types do not dereference to MoveAssignable types (the keys in these containers are not modifiable)`。 艹！
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Remaining Bugs:
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实验不要求，我也没有实现发回 ICMP 的功能，要是一直 ARP 查不到，那有的数据包就会一直挂在等待队列里面
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- Optional: I had unexpected difficulty with: [describe]
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- Optional: I think you could make this lab better by: [describe]
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- Optional: I was surprised by: [describe]
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- Optional: I'm not sure about: [感觉好多都没测啊，鬼知道超时啥的有没有正常工作]
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