feat(renaser): Fase 20 — Akasha Over Ether (grafo distribuido)
Tres mensajes y un EtherType propio bastan para extender el grafo de
objetos —direccionado por contenido, ya BLAKE3— a otras maquinas
renaser que escuchen en la misma red de capa-2. Sin TCP, sin IP,
sin DNS.
Crate nueva 'akasha/' (no_std compartido, gemela de 'formato',
excluida del workspace):
- MensajeAkasha enum con SolicitarObjeto(id), ProveedorObjeto(id,
payload), AnunciarRaiz(id).
- Codec: postcard (mismo que ya usa el grafo en disco).
- EtherType: 0x88B5. MAX_PAYLOAD_AKASHA = 1486 (MTU sin fragmentar).
- Helpers componer_frame(src, dst, msg) y analizar_frame(bytes) que
distinguen EtherType ajeno, frame truncado y payload basura.
- 6 pruebas unitarias en verde.
Modulo nuevo 'kernel/src/akasha.rs' con tres oficios:
1. Demuxer (drenar_y_demultiplexar): drena la cola RX del dispositivo
virtio-net y demultiplexa: frames AoE con payload valido los
procesa el respondedor; el resto va a una cola del userspace que
'sys_net_recibir' ahora lee. Frames 0x88B5 con payload
no-postcard (saludo de pregon) se cuentan y tambien viajan al
userspace.
2. Atencion de mensajes (procesar):
- SolicitarObjeto(id): consulta almacen::recuperar; si tenemos el
objeto, respondemos ProveedorObjeto unicast con objeto.serializar()
y re-hashing de defensa en profundidad.
- ProveedorObjeto(id, payload): verifica blake3(payload)==id antes
de absorber con almacen::almacenar.
- AnunciarRaiz(id): si ignoramos el nodo, le solicitamos al emisor.
3. Faro periodico (difundir_raiz cada 5 s): broadcast del hash del
manifiesto actual. Cadencia medida contra reloj::milisegundos(),
no contra los awaits — el interprete wasmi de los apps degrada
la cadencia de EsperaFrame::await a varios cientos de ms, asi
que se mide contra el reloj monotono y los oficios per-fotograma
se enganchan al tic del compositor (cuyo latido es fiable).
Contadores ResumenAkasha (rx/tx por variante, descartados, cola del
usuario) listos para un futuro indicador AoE en la barra de tareas.
Cambios complementarios:
- sys_net_recibir lee de akasha::pop_usuario, no de
drivers::red::recibir_en (que queda #[allow(dead_code)] como
primitiva del driver para diagnostico).
- tarea_red queda corta: envia un ARP al gateway y termina. El
demuxer y el faro viven en el tic del compositor.
Verificacion:
- 'cargo test -p akasha' → 6 pruebas en verde.
- QEMU headless 60 s con -object filter-dump → 14 frames: 11
AnunciarRaiz (Δ promedio 5.86 s sobre 5.00 s de target), 2 ARP
y el pregon hello. Cada AnunciarRaiz lleva el hash del manifiesto
'2f3deadfcc7dae25..' en 33 bytes postcard sobre 47 bytes de frame.
- COM1 vuelca 'akasha :: ANUNCIO emitido :: raiz=2f3deadfcc7dae25..'
en cada disparo.
Co-Authored-By: Claude Opus 4.7 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,252 @@
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// renaser :: akasha — Akasha Over Ether (AoE)
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// -----------------------------------------------------------------------------
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// Fase 19 demostro que un app del userspace puede inyectar frames Ethernet
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// crudos al cable —`pregon` gritando «hola» con su EtherType experimental—,
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// pero ese saludo era texto plano, sin estructura. La Fase 20 da el siguiente
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// paso natural: **fundar un protocolo nativo del ecosistema** para que
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// renaser hable consigo mismo a traves de la red, sin TCP, sin IP, sin las
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// sobrecargas de cabecera de los años 80.
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//
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// AoE viaja DIRECTAMENTE sobre Ethernet (`EtherType = 0x88B5`, rango
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// experimental reservado por IEEE para uso local). Cada frame transporta un
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// `MensajeAkasha` serializado con `postcard` —el mismo codec que ya usa
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// `formato` para el grafo en disco—. Tres mensajes bastan:
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//
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// 1. `SolicitarObjeto(id)` — pide un nodo del grafo por su hash BLAKE3.
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// 2. `ProveedorObjeto(id, d)` — responde con el payload binario del nodo.
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// 3. `AnunciarRaiz(id)` — difunde el hash de la raiz del sistema.
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//
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// Con esto basta para extender el grafo de objetos —direccionado por
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// contenido, inmutable, ya BLAKE3— a OTRAS maquinas renaser que escuchen en
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// la misma red de capa-2. El receptor de un `AnunciarRaiz` puede comparar
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// hashes, descubrir que le falta un nodo, pedirlo con `SolicitarObjeto` y
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// ensamblar el grafo del par. El grafo deja de ser una propiedad LOCAL del
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// disco y se vuelve una propiedad DISTRIBUIDA del cable.
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//
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// Esta crate es la unica verdad del protocolo. Es un nucleo `#![no_std]` —el
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// kernel bare-metal la enlaza—; cualquier app, daemon u orquestador que
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// hable AoE consume estos mismos tipos. Ningun otro modulo redefine ni un
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// byte del trazado del frame.
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#![no_std]
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#![deny(unsafe_op_in_unsafe_fn)]
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extern crate alloc;
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use alloc::vec::Vec;
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use serde::{Deserialize, Serialize};
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// Constantes del protocolo en el cable
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/// EtherType de AoE, rango experimental reservado por IEEE para uso local
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/// (0x88B5/0x88B6). renaser elige el primero. Cualquier frame del cable que
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/// no porte este EtherType NO es Akasha, y se entrega al userspace.
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pub const ETHER_TYPE_AKASHA: u16 = 0x88B5;
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/// Tamaño de la cabecera Ethernet, en bytes (dst + src + ethertype).
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pub const CABECERA_ETHERNET: usize = 14;
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/// Maximo del payload AoE serializado, en bytes. Acotado para que el frame
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/// completo (cabecera + payload) no exceda una MTU Ethernet sin VLAN
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/// (1500 - 14 = 1486) y se transmita SIN fragmentar. Si un mensaje no cabe,
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/// el llamante debe partirlo en varios objetos del grafo y referirse a ellos.
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pub const MAX_PAYLOAD_AKASHA: usize = 1486;
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/// MAC de broadcast — la difunde todo Ethernet, equivalente a `255.255.255.255`
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/// en IPv4 pero en capa-2 pura.
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pub const MAC_BROADCAST: [u8; 6] = [0xff; 6];
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/// El identificador de un objeto del grafo: el hash BLAKE3 de su forma
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/// serializada. En un almacen direccionado por contenido, la identidad ES el
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/// contenido. Coincide byte a byte con `formato::Hash` —AoE habla el mismo
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/// idioma de identidad que el grafo en disco—.
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pub type ObjectId = [u8; 32];
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/// Una direccion MAC, en seis bytes.
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pub type Mac = [u8; 6];
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// El mensaje
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/// Un mensaje AoE — la unidad de protocolo que viaja en un frame de
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/// `ETHER_TYPE_AKASHA`. Tres variantes bastan para fundar un grafo distribuido:
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///
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/// - `SolicitarObjeto` pregunta por un objeto identificado por su hash.
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/// - `ProveedorObjeto` responde con el payload binario del objeto. El
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/// receptor recompone el `formato::Objeto` aplicando su deserializador a
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/// `payload` y verificando que `blake3(payload) == id`.
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/// - `AnunciarRaiz` difunde el hash de la raiz —el ancla del sistema
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/// actual—. Sirve como faro: quien escuche y carezca de ese nodo en su
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/// grafo local puede iniciar una solicitud.
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///
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/// La codificacion `postcard` es estable y compacta: un `SolicitarObjeto`
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/// ocupa 33 bytes (1 de variante + 32 de hash) en el cable.
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#[derive(Clone, Debug, Serialize, Deserialize)]
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pub enum MensajeAkasha {
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/// Solicito el objeto identificado por este hash.
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SolicitarObjeto(ObjectId),
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/// Aqui esta el payload binario del objeto identificado por este hash.
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/// El payload es la forma serializada `postcard` de un `formato::Objeto`,
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/// y el receptor DEBE verificar que `blake3(payload) == id` antes de
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/// confiar en el contenido.
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ProveedorObjeto(ObjectId, Vec<u8>),
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/// Difundo el hash de mi raiz actual — quien me escuche y le falte este
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||||
/// nodo en su grafo local puede pedirmelo.
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AnunciarRaiz(ObjectId),
|
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}
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||||
/// El motivo por el que un frame AoE no se pudo componer o analizar.
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#[derive(Clone, Copy, Debug)]
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pub enum ErrorAkasha {
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||||
/// El payload serializado excede `MAX_PAYLOAD_AKASHA`.
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PayloadDemasiadoLargo,
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||||
/// El frame en el cable es mas corto que la cabecera Ethernet.
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FrameDemasiadoCorto,
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||||
/// El EtherType del frame no es `ETHER_TYPE_AKASHA`.
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EtherTypeAjeno,
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||||
/// `postcard` no supo deserializar el payload (basura, version distinta,
|
||||
/// otro protocolo experimental ajeno).
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PayloadInvalido,
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}
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// Composicion y analisis de frames
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// =============================================================================
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/// Compone un frame Ethernet completo —cabecera (14 bytes) + payload AoE
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/// (`postcard(mensaje)`)— listo para entregar al driver. El llamante elige el
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||||
/// destino (`MAC_BROADCAST` para difundir) y firma el frame con su propia
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||||
/// MAC. Devuelve el frame completo, o un error si el mensaje serializado
|
||||
/// excede `MAX_PAYLOAD_AKASHA`.
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pub fn componer_frame(
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||||
src: Mac,
|
||||
dst: Mac,
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||||
mensaje: &MensajeAkasha,
|
||||
) -> Result<Vec<u8>, ErrorAkasha> {
|
||||
let payload =
|
||||
postcard::to_allocvec(mensaje).map_err(|_| ErrorAkasha::PayloadDemasiadoLargo)?;
|
||||
if payload.len() > MAX_PAYLOAD_AKASHA {
|
||||
return Err(ErrorAkasha::PayloadDemasiadoLargo);
|
||||
}
|
||||
let mut frame = Vec::with_capacity(CABECERA_ETHERNET + payload.len());
|
||||
frame.extend_from_slice(&dst);
|
||||
frame.extend_from_slice(&src);
|
||||
frame.extend_from_slice(ÐER_TYPE_AKASHA.to_be_bytes());
|
||||
frame.extend_from_slice(&payload);
|
||||
Ok(frame)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Analiza un frame Ethernet entrante. Si su EtherType es `ETHER_TYPE_AKASHA`
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||||
/// y el payload deserializa como un `MensajeAkasha`, devuelve la MAC de origen
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||||
/// y el mensaje. En cualquier otro caso —EtherType ajeno, frame truncado,
|
||||
/// `postcard` no le encuentra sentido al payload— devuelve un `ErrorAkasha`
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||||
/// que distingue el motivo: el llamante puede entonces decidir si lo entrega
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||||
/// al userspace (otro protocolo) o lo descarta (basura).
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||||
pub fn analizar_frame(frame: &[u8]) -> Result<(Mac, MensajeAkasha), ErrorAkasha> {
|
||||
if frame.len() < CABECERA_ETHERNET {
|
||||
return Err(ErrorAkasha::FrameDemasiadoCorto);
|
||||
}
|
||||
let etype = u16::from_be_bytes([frame[12], frame[13]]);
|
||||
if etype != ETHER_TYPE_AKASHA {
|
||||
return Err(ErrorAkasha::EtherTypeAjeno);
|
||||
}
|
||||
let mut src: Mac = [0; 6];
|
||||
src.copy_from_slice(&frame[6..12]);
|
||||
let payload = &frame[CABECERA_ETHERNET..];
|
||||
let mensaje: MensajeAkasha =
|
||||
postcard::from_bytes(payload).map_err(|_| ErrorAkasha::PayloadInvalido)?;
|
||||
Ok((src, mensaje))
|
||||
}
|
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// =============================================================================
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||||
// Pruebas
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// =============================================================================
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#[cfg(test)]
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mod pruebas {
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use super::*;
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use alloc::vec;
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||||
const MAC_A: Mac = [0x52, 0x54, 0x00, 0x12, 0x34, 0x56];
|
||||
const MAC_B: Mac = [0x52, 0x54, 0x00, 0xAB, 0xCD, 0xEF];
|
||||
const HASH_X: ObjectId = [0x11; 32];
|
||||
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||||
#[test]
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||||
fn componer_y_analizar_solicitud_es_simetrico() {
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||||
let msg = MensajeAkasha::SolicitarObjeto(HASH_X);
|
||||
let frame = componer_frame(MAC_A, MAC_B, &msg).unwrap();
|
||||
// Cabecera: dst + src + ethertype.
|
||||
assert_eq!(&frame[0..6], &MAC_B);
|
||||
assert_eq!(&frame[6..12], &MAC_A);
|
||||
assert_eq!(&frame[12..14], ÐER_TYPE_AKASHA.to_be_bytes());
|
||||
let (src, rec) = analizar_frame(&frame).unwrap();
|
||||
assert_eq!(src, MAC_A);
|
||||
match rec {
|
||||
MensajeAkasha::SolicitarObjeto(id) => assert_eq!(id, HASH_X),
|
||||
otro => panic!("variante inesperada: {otro:?}"),
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
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||||
fn anuncio_de_raiz_viaja_compacto() {
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||||
let frame =
|
||||
componer_frame(MAC_A, MAC_BROADCAST, &MensajeAkasha::AnunciarRaiz(HASH_X))
|
||||
.unwrap();
|
||||
// 14 cabecera + 1 byte variante + 32 hash = 47 bytes en el cable.
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||||
assert_eq!(frame.len(), 47);
|
||||
assert_eq!(&frame[0..6], &MAC_BROADCAST);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn proveedor_lleva_payload_arbitrario() {
|
||||
let payload = vec![1u8, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];
|
||||
let msg = MensajeAkasha::ProveedorObjeto(HASH_X, payload.clone());
|
||||
let frame = componer_frame(MAC_A, MAC_B, &msg).unwrap();
|
||||
let (_, rec) = analizar_frame(&frame).unwrap();
|
||||
match rec {
|
||||
MensajeAkasha::ProveedorObjeto(id, p) => {
|
||||
assert_eq!(id, HASH_X);
|
||||
assert_eq!(p, payload);
|
||||
}
|
||||
otro => panic!("variante inesperada: {otro:?}"),
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn frame_demasiado_corto_se_distingue() {
|
||||
assert!(matches!(
|
||||
analizar_frame(&[0u8; 8]),
|
||||
Err(ErrorAkasha::FrameDemasiadoCorto)
|
||||
));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
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||||
fn ethertype_ajeno_se_distingue() {
|
||||
// Cabecera valida pero EtherType de IPv4 (0x0800).
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||||
let mut frame = [0u8; CABECERA_ETHERNET];
|
||||
frame[12] = 0x08;
|
||||
frame[13] = 0x00;
|
||||
assert!(matches!(
|
||||
analizar_frame(&frame),
|
||||
Err(ErrorAkasha::EtherTypeAjeno)
|
||||
));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn payload_invalido_se_distingue() {
|
||||
// EtherType correcto, pero el payload es basura para postcard.
|
||||
let mut frame = [0u8; CABECERA_ETHERNET + 4];
|
||||
frame[12..14].copy_from_slice(ÐER_TYPE_AKASHA.to_be_bytes());
|
||||
frame[14..].copy_from_slice(&[0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF]);
|
||||
assert!(matches!(
|
||||
analizar_frame(&frame),
|
||||
Err(ErrorAkasha::PayloadInvalido)
|
||||
));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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