MoonBit 协议解析层：Ethernet/IPv4/IPv6/TCP/UDP 头解析

packet

parser

tcp

udp

ipv4

ipv6

network

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Author

chensuiyi

Version

0.1.1

License

MIT

Repository

gitee.com/chenbimo/moonbit

Last updated

2 months ago

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No dependencies

#moonbit-packet

MoonBit 协议解析层：纯 MoonBit、零外部依赖，解析 Ethernet / IPv4 / IPv6 / TCP / UDP / ICMP 头，提取五元组、判定方向、按连接聚合统计。

只做头部解析与连接跟踪，不做流重组与应用层解析（YAGNI）。

#特性

零依赖纯 MoonBit：可独立测试复用，不依赖任何外部包
按需提取：数值字段按偏移读取（大小端转换），不拷贝整个头
模式匹配分派：EtherType / IP 协议号用 match 穷尽分派，防漏分支
容错解析：截断、未知协议返回 None，不 panic
连接跟踪：五元组归一化（双向流量归同一连接），空闲连接超时清理

#安装

moon add chensuiyi/packet

#快速开始

// moon.pkg: import "chensuiyi/packet"
// 解析一个原始包（data 来自 pcap 层或任何 Bytes）
let ips : FixedArray[IpAddr] = ... // 本机 IP 列表（含回环 127.0.0.1 / ::1）
match packet.parse(data, ts_sec, ts_usec, ips) {
  Some(p) => {
    // p.tuple: 五元组（src_ip/src_port/dst_ip/dst_port/proto）
    // p.direction: In / Out / Local
    // p.payload_len / p.total_len: 载荷与包长
    println(p.tuple.to_string())
  }
  None => () // 截断 / ARP / 未知协议
}

连接跟踪聚合：

let tracker = packet.ConnTracker::new(60L) // 60 秒无流量即清理
// 每个包：
tracker.update(p)
tracker.cleanup(p.ts_sec)
// 每秒输出一行 JSON 快照：
println(tracker.snapshot_json(ts))

#API 一览

类型 / 函数	说明
Proto	Tcp / Udp / Icmp / Icmpv6 / Other
Direction	In（入）/ Out（出）/ Local（本机到本机）
IpAddr::new(v4 : Bool, bytes : Bytes)	IP 地址（v4=4 字节，v6=16 字节）
FiveTuple::new(...)	五元组（连接跟踪 key）
ParsedPacket	解析结果：时间戳 + 五元组 + 方向 + 载荷/总长
parse(data, ts_sec, ts_usec, local_ips) -> ParsedPacket?	解析入口
ConnTracker::new(idle_timeout)	连接跟踪器
ConnTracker::update(pkt)	更新统计（Local 流量计入入方向）
ConnTracker::cleanup(now)	清理空闲连接
ConnTracker::snapshot(ts) / snapshot_json(ts)	连接快照 / JSON 行

JSON 快照格式（按入+出流量降序）：

{"ts":1780000000,"conns":[{"src_ip":"1.2.3.4","src_port":443,"dst_ip":"5.6.7.8","dst_port":54321,"proto":"tcp","packets":12,"bytes_in":1024,"bytes_out":512,"first_seen":1780000000,"last_seen":1780000005}]}

#测试

moon test

#与绑定层配合

原始包由 chensuiyi/pcap（运行时动态加载 wpcap.dll）抓取，完整采集服务见 chensuiyi/monitor。

#License

MIT

ConnStats

source

pub struct ConnStats {
  packets : Int
  bytes_in : Int64
  bytes_out : Int64
  first_seen : Int64
  last_seen : Int64
} derive(Default)

连接统计

ConnStats::to_string

source

fn ConnStats::to_string(self : ConnStats) -> String

ConnTracker

source

pub struct ConnTracker {
  conns : @moonbitlang/core/hashmap.HashMap
HashMap[FiveTuple, ConnStats]
  idle_timeout : Int64
}

连接跟踪器：五元组 → 统计（双向流量归同一连接）

ConnTracker::cleanup

source

fn ConnTracker::cleanup(self : ConnTracker, now : Int64) -> Unit

清理空闲连接（last_seen 距 now 超过 idle_timeout 秒）

ConnTracker::new

source

fn ConnTracker::new(idle_timeout : Int64) -> ConnTracker

新建跟踪器；idle_timeout 秒无流量后 cleanup 会移除连接

ConnTracker::snapshot

source

fn ConnTracker::snapshot(self : ConnTracker) -> Array[(FiveTuple, ConnStats)]

连接快照（含归一化后的五元组）

ConnTracker::snapshot_json

source

fn ConnTracker::snapshot_json(self : ConnTracker, ts : Int64) -> String

每秒一行 JSON 快照：{ts, conns:[{src_ip,src_port,dst_ip,dst_port,proto,packets,bytes_in,bytes_out,first_seen,last_seen}]} 按流量（入+出）降序排列

ConnTracker::update

source

fn ConnTracker::update(self : ConnTracker, pkt : ParsedPacket) -> Unit

更新连接统计；Local（回环）流量计入入方向

Direction

source

pub(all) enum Direction {
  In
  Out
  Local
}

包方向（Local = 本机到本机，如回环）

Direction::to_string

source

fn Direction::to_string(self : Direction) -> String

FiveTuple

source

pub struct FiveTuple {
  src_ip : IpAddr
  dst_ip : IpAddr
  src_port : Int
  dst_port : Int
  proto : Proto
} derive(Eq, Hash)

五元组（连接跟踪的 key）

FiveTuple::new

source

fn FiveTuple::new(src_ip : IpAddr, dst_ip : IpAddr, src_port : Int, dst_port : Int, proto : Proto) -> FiveTuple

构造五元组

FiveTuple::to_string

source

fn FiveTuple::to_string(self : FiveTuple) -> String

IpAddr

source

pub struct IpAddr {
  v4 : Bool
  bytes : Bytes
} derive(Compare, Eq, Hash)

IP 地址（v4 = 4 字节，v6 = 16 字节）

IpAddr::new

source

fn IpAddr::new(v4 : Bool, bytes : Bytes) -> IpAddr

构造 IP 地址

IpAddr::to_string

source

fn IpAddr::to_string(self : IpAddr) -> String

ParsedPacket

source

pub struct ParsedPacket {
  ts_sec : Int64
  ts_usec : Int
  tuple : FiveTuple
  direction : Direction
  payload_len : Int
  total_len : Int
}

解析结果：时间戳 + 五元组 + 方向 + 载荷长度（供流量统计）

ParsedPacket::new

source

fn ParsedPacket::new(ts_sec : Int64, ts_usec : Int, tuple : FiveTuple, direction : Direction, payload_len : Int, total_len : Int) -> ParsedPacket

构造解析结果

Proto

source

pub(all) enum Proto {
  Tcp
  Udp
  Icmp
  Icmpv6
  Other
} derive(Eq, Hash)

传输层协议

Proto::to_string

source

fn Proto::to_string(self : Proto) -> String

direction

source

fn direction(src : IpAddr, dst : IpAddr, local_ips : FixedArray[IpAddr]) -> Direction

方向判定：src 本机 + dst 外部 → Out；反 → In；都本机 → Local

parse

source

fn parse(data : Bytes, ts_sec : Int64, ts_usec : Int, local_ips : FixedArray[IpAddr]) -> ParsedPacket?

解析入口：Ethernet 帧 → 按 EtherType 分派；截断/未知协议返回 None

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#moonbit-packet

#特性

#安装

#快速开始

#API 一览

#测试

#与绑定层配合

#License

#ConnStats

#ConnStats::to_string

#ConnTracker

#ConnTracker::cleanup

#ConnTracker::new

#ConnTracker::snapshot

#ConnTracker::snapshot_json

#ConnTracker::update

#Direction

#Direction::to_string

#FiveTuple

#FiveTuple::new

#FiveTuple::to_string

#IpAddr

#IpAddr::new

#IpAddr::to_string

#ParsedPacket

#ParsedPacket::new

#Proto

#Proto::to_string

#direction

#parse

Source Files

ConnStats

ConnStats::to_string

ConnTracker

ConnTracker::cleanup

ConnTracker::new

ConnTracker::snapshot

ConnTracker::snapshot_json

ConnTracker::update

Direction

Direction::to_string

FiveTuple

FiveTuple::new

FiveTuple::to_string

IpAddr

IpAddr::new

IpAddr::to_string

ParsedPacket

ParsedPacket::new

Proto

Proto::to_string

direction

parse