网络接收计时器到毫秒分辨率

Question

我的场景，我正在收集网络数据包，如果数据包与网络过滤器匹配，我想记录连续数据包之间的时间差，最后一部分是不起作用的部分。我的问题是，无论我使用什么 C 计时器功能，我都无法获得准确的亚秒级测量结果。我尝试过：gettimeofday()、clock_gettime() 和 clock()。

我正在寻求帮助以找出我的计时代码无法正常工作的原因。

我在 cygwin 环境中运行。 编译选项：gcc -Wall capture.c -o capture -lwpcap -lrt

代码 sn-p：

/*globals*/
int first_time = 0;
struct timespec start, end;
double sec_diff = 0;

main() {
  pcap_t *adhandle;
  const struct pcap_pkthdr header;
  const u_char *packet;
  int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

      .... (previous I create socket/connect - works fine)

  save_attr = tty_set_raw();

  while (1) {  

    packet = pcap_next(adhandle, &header);     // Receive a packet? Process it
    if (packet != NULL) {
      got_packet(&header, packet, adhandle);
    }

    if (linux_kbhit()) {         // User types message to channel
      kb_char = linux_getch();       // Get user-supplied character
      if (kb_char == 0x03)         // Stop loop (exit channel) if user hits Ctrl+C
        break;
    }
  } 
  tty_restore(save_attr);
  close(sockfd);
  pcap_close(adhandle);
  printf("\nCapture complete.\n");
}

在 got_packet 中：

got_packet(const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *packet, pcap_t * p){    ... {

   ....do some packet filtering to only handle my packets, set match = 1
  if (match == 1) {
    if (first_time == 0) {
      clock_gettime( CLOCK_MONOTONIC, &start );
      first_time++;
    }
    else {
      clock_gettime( CLOCK_MONOTONIC, &end );

      sec_diff = (end.tv_sec - start.tv_sec) + ((end.tv_nsec - start.tv_nsec)/1000000000.0);  // Packet difference in seconds

      printf("sec_diff: %ld,\tstart_nsec: %ld,\tend_nsec: %ld\n", (end.tv_sec - start.tv_sec), start.tv_nsec, end.tv_nsec);
      printf("sec_diffcalc: %ld,\tstart_sec: %ld,\tend_sec: %ld\n", sec_diff, start.tv_sec, end.tv_sec);
      start = end;         // Set the current to the start for next match
    }
  }
}

我用 Wireshark 记录所有数据包以进行比较，所以我希望我的计时器的差异与 Wireshark 的相同，但事实并非如此。我的 tv_sec 输出是正确的，但是 tv_nsec 甚至还没有接近。假设wireshark有0.5秒的差异，我的计时器会说有1.999989728秒的差异。

Answer 1

基本上，您需要使用带有higher resolution 的计时器

另外，我没有签入 libpcap，但我很确定 libpcap 可以为您提供收到每个数据包的时间。在这种情况下，它将最接近 Wireshark 显示的内容。

Answer 2

我不认为时钟是您的问题，而是您等待新数据的方式。您应该使用轮询功能来查看何时从套接字或键盘获得新数据。这将使您的程序在没有新数据要处理时进入睡眠状态。当操作系统确实有数据要处理并更快地安排它时，这可能会使操作系统对您的程序更好。这也允许您退出程序，而不必等待下一个数据包进来。或者，您可以尝试以非常高或实时的优先级运行您的程序。

如果过滤可能需要很长时间，您应该考虑在收到数据包后首先获取当前时间。如果您尝试在快速且繁忙的网络上捕获数据，您可能还需要为该程序考虑多个线程。特别是如果您有多个处理器，但由于您正在执行一些可能会阻塞的pritnfs。我注意到您有一个将 tty 设置为原始模式的功能，我认为这是标准输出 tty。如果您实际上使用的串行终端可能会大大降低速度，但标准输出到 xterm 也可能很慢。您可能需要考虑将stdout 设置为完全缓冲而不是行缓冲。这应该加快输出。 (man setvbuf)