Nesta prática, vamos implementar um protótipo de um protocolo compatível com o IPv4. A implementação será capaz de funcionar como host, como roteador, ou como ambos simultaneamente. Focaremos no plano de dados, ou seja, não implementaremos algoritmos de roteamento, apenas o encaminhamento com base em uma tabela previamente montada.
Sua implementação deve ser realizada no arquivo ip.py, que já veio com um esqueleto em cima do qual você vai construir o seu código. Para ajudar na sua implementação, você pode chamar as funções e usar os valores que já vieram declarados no arquivo iputils.py. Pode ser útil, também, consultar a página sobre o formato do datagrama IPv4 e a página sobre o formato das mensagens ICMP na Wikipedia.
Para testar seu código, execute ./run-grader. Cada um dos testes vai usar a sua implementação como uma biblioteca, verificando se ela apresenta o comportamento esperado.
Implemente os métodos definir_tabela_encaminhamento e _next_hop da classe IP.
Por enquanto, você pode assumir que não acontecem ambiguidades na tabela de encaminhamento, ou seja, que cada endereço IP de destino casa um único CIDR dentre os fornecidos na tabela.
A seu critério, o método definir_tabela_encaminhamento pode simplesmente armazenar a tabela para ser usada depois, ou pode transformá-la em alguma outra estrutura de dados que você julgue ser mais adequada ou eficiente.
O método _next_hop deve retornar (como uma string) o endereço IP do próximo salto necessário para "chegar mais perto" do endereço IP de destino passado como argumento, de acordo com a tabela de encaminhamento configurada. Se nenhuma entrada da tabela de encaminhamento casar, o método não deve retornar nada (ou retornar None).
Termine a implementação do método enviar da classe IP. Monte um datagrama IP que contenha como payload o segmento TCP fornecido.
Melhore a sua implementação do método _next_hop da classe IP.
Quando o endereço IP de destino casar com mais de um CIDR da tabela, faça o desempate usando a entrada que apresentar o prefixo mais longo.
Melhore a implementação do método __raw_recv da classe IP para que ela consiga tratar adequadamente o campo de TTL quando estiver realizando a função de roteamento.
Decremente o número contido no TTL antes de encaminhar o datagrama para o próximo roteador. Não se esqueça de corrigir o checksum do cabeçalho. Se o TTL chegar a zero, descarte o datagrama em vez de encaminhá-lo.
Melhore a implementação do método __raw_recv da classe IP para que a sua implementação permita diagnóstico de rotas (como os gerados pelo utilitário traceroute).
Sempre que o TTL chegar a zero, além de descartar o datagrama, gere uma mensagem do tipo ICMP Time exceeded e envie-a de volta ao remetente.
O arquivo exemplo_integracao.py complementa o do trabalho anterior, colocando a implementação do protocolo IP que você construiu no lugar da implementação do Linux. Caso você tenha feito todos os trabalhos anteriores, tente portá-los para usar a implementação do IP que você acabou de construir.