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学习笔记：从ncsi/nc-si协议和代码了解网络协议的设计范式

news 来源：原创 2025/6/18 15:55:50

参考文档：

https://www.dmtf.org/standards/published_documents
https://www.dmtf.org/dsp/DSP0222
https://www.dmtf.org/sites/default/files/standards/documents/DSP0222_1.2.0.pdf

参考代码

https://github.com/torvalds/linux/blob/master/net/ncsi/ncsi-pkt.h

ncsi/nc-si协议简介：
一般用于服务器主板上的BMC芯片与智能网卡MAC芯片之间的直连控制线通讯。

Ethernet Header中Des Add全1，且 EtherType = 0x88F8时即为NCSI协议数据。
ncsi协议一般是在BMC与MAC之间互发数据，有三种

struct ncsi_cmd_pkt_hdr { // BMC发给MAC的操作命令struct ncsi_pkt_hdr common; /* Common NCSI packet header */
};struct ncsi_rsp_pkt_hdr { // MAC执行命令后，返回给BMC的操作结果struct ncsi_pkt_hdr common; /* Common NCSI packet header */__be16              code;   /* Response code             */__be16              reason; /* Response reason           */
};struct ncsi_aen_pkt_hdr { // MAC主动发给BMC的异步事件，例如拔网线了struct ncsi_pkt_hdr common;       /* Common NCSI packet header */unsigned char       reserved2[3]; /* Reserved                  */unsigned char       type;         /* AEN packet type           */
};

以上三种的数据头的公用数据头只有一种ncsi_pkt_hdr
通过type来区分后续的数据结构，这也是典型的派生类c语言实现方式

struct ncsi_pkt_hdr { //16byteunsigned char mc_id;        /* Management controller ID， BMC id==1 */unsigned char revision;     /* NCSI version - 0x01      */unsigned char reserved;     /* Reserved  ==0               */unsigned char id;           /* Packet sequence number，方便BMC区分最多255个命令的MAC反馈结果   */unsigned char type;         /* Packet type              */unsigned char channel;      /* Network controller ID，BMC一对多MAC定位用    */__be16        length;       /* Payload length，有效负载数据，不含checksum部分，也不含ncsi_pkt_hdr 部分           */__be32        reserved1[2]; /* Reserved                 */
};

最基本的没有额外描述信息的cmd、rsp结构
需要注意的是，这种基本cmd有效Payload length 0，rsp Payload length 4。Payload length是相对于基类ncsi_pkt_hdr 而言的附加部分长度，且不含数据检验checksum部分。
rsp的4byte是Response code+Response reason

/* NCSI common command packet */
struct ncsi_cmd_pkt {struct ncsi_cmd_pkt_hdr cmd;      /* Command header */__be32                  checksum; /* Checksum       */unsigned char           pad[26];
};struct ncsi_rsp_pkt {struct ncsi_rsp_pkt_hdr rsp;      /* Response header */__be32                  checksum; /* Checksum        */unsigned char           pad[22];
};

payload length非0的cmd示例
ncsi_cmd_sp_pkt 的payload length为4，reserved[3]+hw_arbitration
不含checksum，也不含pad填充区

/* Select Package */
struct ncsi_cmd_sp_pkt {struct ncsi_cmd_pkt_hdr cmd;            /* Command header 16byte*/unsigned char           reserved[3];    /* Reserved       */unsigned char           hw_arbitration; /* HW arbitration */__be32                  checksum;       /* Checksum       */unsigned char           pad[22];
};static struct ncsi_cmd_handler {unsigned char type;int           payload;int           (*handler)(struct sk_buff *skb,struct ncsi_cmd_arg *nca);
} ncsi_cmd_handlers[] = {{ NCSI_PKT_CMD_SP,     4, ncsi_cmd_handler_sp      },

ncsi_cmd_sp_pkt 的pad填充区是为了满足最小网络数据包的大小限制
ncsi_cmd_sp_pkt 长度为16+4+4+22，共46，
加上前面的Ethernet Header 14byte，再加最后面的FCS，
刚好凑足64byte
ncsi_cmd_handler 的写法是典型的虚函数的c语言实现模式
实际执行时，根据 ncsi_pkt_hdr 的type调用对应的处理函数。
MAC芯片的rsp侧也类似

static struct ncsi_rsp_handler {unsigned char	type;int             payload;int		(*handler)(struct ncsi_request *nr);
} ncsi_rsp_handlers[] = {{ NCSI_PKT_RSP_SP,      4, ncsi_rsp_handler_sp      },

cmd、rsp、aen的type code定义范式
各厂商自定义cmd type也给了一个OEM 0x50，允许不同厂商在padload部分任意定义

#define NCSI_PKT_CMD_SP		0x01 /* Select Package        */
#define NCSI_PKT_RSP_SP		(NCSI_PKT_CMD_SP     + 0x80)
#define NCSI_PKT_AEN		0xFF /* AEN Packet*/
以下三种aen子分类code存储在padload部分的type中
#define NCSI_PKT_AEN_LSC	0x00 /* Link status change       */
#define NCSI_PKT_AEN_CR		0x01 /* Configuration required   */
#define NCSI_PKT_AEN_HNCDSC	0x02 /* HNC driver status change */#define NCSI_PKT_CMD_OEM	0x50 /* OEM                              */

netlink.h.c部分
我的理解是，提供给用户态程序的netlink接口，允许做一些有限操作或查询。
internal.h manager.c部分
我的理解是, h为多模块共用的结构定义、常量定义
c部分是内核管理bmc端数据状态的代码，与mac端保持一致。
ncsi的目的和来龙去脉
ncsi的目的：远程集中管理大型机房中不同型号的服务器。
一般是通过redfish（dell基于这个进行修改）web界面远程设置服务器的net MAC特性。
以前这种管理需求是IBM自己的一套管理系统(大概是叫 IPMI)，后来延伸到任意品牌服务器的管理，所以交由dmtf开源组织进行定义(ncsi mctp redfish)，实现则由一家codeconstruct.com.au提供。
一点总结：
图灵机的7元组中δ是算法，其他都是数据。
更进一步，一切都是围绕数据去构建的。

数据的本质是真实物理世界的模型映射，数字化后，在硅基电路上进行信息处理，再通过各种物理设备反馈于真实世界。

linux的c实现提供各种优秀的范式，核心只有一个，数据。cpp等语言与c图灵等价。cpp能实现的概念，本质上都可以用c等价实现，只是方法不同，或编译期实现。其实，我满能理解linus本人反对cpp的，虽然不是完全赞同。

操作可以理解为对数据的解释，并反作用于数据。
硬件是基于数字电路对数据进行读写、存储、传输、解释执行的支持。

学习笔记：从ncsi/nc-si协议和代码了解网络协议的设计范式

学习笔记：从ncsi/nc-si协议和代码了解网络协议的设计范式参考文档： https://www.dmtf.org/standards/published_documents https://www.dmtf.org/dsp/DSP0222 https://www.dmtf.org/sites/default/files/standards/documents/DSP0222_1.2.0.pdf参考代…...

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