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接收网络数据包出错

程序员文章站 2024-03-18 08:54:34
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项目场景:

32位嵌入式设备中使用C语言接收具有固定长度的数据包。


问题描述:

数据包格式:

[ [数据包包头] + [有效载荷] + [校验位] ]

C语言定义相同数据类型的结构体:

{{head_stru} + {payload_stru} + {check_stru}}

接收结果:打印接收结果后发现有的数据错位,有的数据显得十分荒谬。


原因分析:

查看发送数据包的设备的用户手册,发现关于该数据包包头的定义中,存在字节补齐的选项。分析包头数据格式,发现在4字节对齐的情况下,包头中有两个地方分别需要2字节填充来完成对齐。载荷区和校验区无自动补齐需要。

实际打印数据包头部的长度,打印结果比定义的数据结构多 4(2+2)个字节。

设想:
定义的结构体在使用的时候有内存自动补齐,接收来的网络数据按顺序存入该结构体,到第一个内存补齐的地方,开始发生错位。


解决方案:

由于数据包是固定长度,一直为x字节,那直接定义x字节的数组:

char data_arr[x] = {0};

使用该数组去接收网络数据包,网络数据按序存入该数组,之后通过地址偏移直接访问目标元素,特别是头部元素,此时需要注释说明地址偏移后得到的对象。

由于这里载荷区和校验区不会发生字节对齐现象,故可重新定义结构体来解析载荷区和校验区,更加清晰地表明代码功能。

//头部实际的字节数
#define HEAD_SZ  

typedef data_ck_struct {
    data_elemt_stru data[DATA_NUM];
    uint32_t check_value;
}data_ck_stru;

data_ck_stru *dt_ptr;

//数据区为数组
dt_ptr = &data_arr[0] + HEAD_SZ;


结论:

接收网络数据包的时候,根据网络报数据格式定义的本地数据结构,程序在运行的时候,由于平台的对齐规则,可能会发生字节对齐,导致程序运行的时候实际的数据结构比定义的大,而接收网络数据的时候直接存入该数据结构,就会在字节对齐的地方开始发生数据的错位。

若发生数据错位,则可以先将网络数据存入一段char型数组,再使用地址偏移按需获取目标数据。