uboot下tftp在tp-link路由器上不通

问题描述

1、Uboot下执行tftp命令，在交换机上可以下载升级；在tp-link路由器上失败。

2、Kernel下执行tftp命令，交换机上和tp-link路由器上均可成功。

3、Uboot下，tp-link路由器上一个包也抓不到，TFTP_RRQ包也没发过来。

4、均可以ping通。
uboot下现象：

HKVS # updateb
*******************************************************
*    ATTENTION: PLEASE READ THIS NOTICE CAREFULLY!    *
* DO NOT reset the device, or disrupt this process.   *
* If this process fails, the device might be unusable.*
* If you find this too risky, power off device now.   *
* or press the SPACE key to start the process now     *
*******************************************************

Trying eth0
link up on port 0, speed 100, full duplex
Using eth0 device
TFTP from server 10.15.2.44; our IP address is 10.15.2.45
Filename 'u-boot_8127.bin'.
Load address: 0x81000000
Loading: T T T T T T T T T T T T T T T T T T T 

wireshark抓包：

Wireshark抓不到包

问题重现

使用TP-link路由器，uboot下用tftp进行升级可重现此问题

排查过程

原因分析

• 抓包分析

因为uboot下TP-link路由器上是抓不到包的，所以我们在交换机上进行抓包进行对比，为了使我们抓的包有对比性，主要抓了下面两个包：

1、在交换机上，uboot下，执行tftp命令进行抓包

2、在交换机上，kernel下，执行tftp命令进行抓包

我们选取这两个包是因为：

1、在交换机上，uboot、kernel下执行tftp命令均可以的；

2、在路由器上，uboot下执行tftp命令不通，kernel下执行tftp命令可以。

这样我们可以分析出kernel下的tftp包和uboot下tftp包的区别。

• 原因一：uboot问题

1、cpsw模块

这个模块主要的功能是初始化硬件，我们对8147芯片的配置和PHY模块(Realtek RTL8201)配置主要在这里执行。

在TCP/IP网络中，数据包通过socket传入到传输层中，再经过网络层最后传入数据链路层，数据链路层通过EMAC的GMII/RGMII/RMII端口进行数据通信，通过MDIO读写PHY寄存器，数据流的传输参考下图：

…

2、eth模块

主要注册一个eth设备，提供eth_write,eth_read,eth_init,eth_halt等操作，这个模块一般屏蔽了硬件的差异，为上层提供统一的API

3、net模块

这个模块主要实现一个简单的协议栈，主要是构建相应的包，例如我们使用的tftp协议，是一个udp包，这里主要就实现了udp包的构建及解析。

4、tftp模块

这个模块主要是应用层的传输数据的协议

这几个模块的具体的关系及调用关系可以参考下图：
…

• 原因二：TP-link路由器问题

1、把tftp包抛弃，包过不了路由器因为在OS下，tftp在TP-link路由器，交换机上均可以通；在Uboot下路由器上不通，交换机上通。所以在OS下抓路由器的包与Uboot下抓交换机的包，进行对比，找出两个包的差别，下图分别是OS下路由器的包，与uboot下交换机的包：

OS下包：

…

Uboot下包：

…

这两个包进行对比可以发现主要有以下不同：

IP地址不同

端口号不同

Checksum不同，OS下做了Checksum的校验，Uboot下没有做checksum的校验

这样我们就大概知道在路由器上不通的原因可能是因为没有做Checksum的计算的缘故

解决方案

基于以上的分析，我们在协议栈构建UDP包的时候做UDP的校验和的计算，然后进行测试，结果在路由器上和交换机上tftp均可使用，至此问题解决。

总结

1、通过我们的分析，可以发现uboot下在TP-link上路由器上不通，主要是因为Uboot下没有做UDP的校验和，而是默认赋值0，也就是不使能udp校验和，UDP协议规定UDP校验和的计算是可选的，这也是在交换机上可以通的原因。

2、但是在TP-link上不通，说明TP-link上的做法是必须进行UDP校验和的计算，否则包就给丢弃，这也是TP-link路由器的一个缺陷。

附件:

CheckSum(ushort *buffer,uint size)
{    
    ulong cksum = 0;    
    while(size > 1){        
        cksum += *buffer++;        
        size -= sizeof(ushort);    
    }
    if(size){        
        cksum += *(uchar*)buffer; <span style="white-space: pre;">      </span>//奇数   
    }    
    cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);    
    cksum += (cksum >> 16);<span style="white-space: pre;">     </span> <span style="white-space: pre;">        </span>//进位   
    return ~((ushort)cksum);<span style="white-space: pre;">           </span>//取反
}

 unsigned 
 UdpCheckSum(uint saddr,uint daddr, ushort *buffer, uint size)
{  
    uchar Buf[1024];    
    typedef struct pseudo_hdr    
    {        
        uint  src;
        uint  dst;
        uchar         mbz;
        uchar         proto;
        ushort        len;
    }pseudo_hdr;

    ulong sum = 0;    
    pseudo_hdr *ph;
    uint ph_len = sizeof(struct pseudo_hdr);
    ph = (pseudo_hdr*)Buf;

    ph->src = saddr;    
    ph->dst = daddr;    
    ph->mbz = 0;    
    ph->proto = IPPROTO_UDP;
    ph->len = htons(size);       <span style="white-space: pre;">       </span>//size = Udp header + payload 

    /*******************************************************************************
        buffer = udpheader + payload,  size = sizeof(udpheader + payload) 
        ph_len + size = persudo_udp_head_len + UDP_head_len + payload_len
    ********************************************************************************/

    memcpy(Buf + ph_len, buffer, size); 

    sum = CheckSum((ushort*)Buf, ph_len + size);

    return sum;
}