スイッチ

3.1 プロジェクト構造 go-network-programming/ ├── go.mod ├── go.sum ├── main.go ├── packet.go ├── node.go ├── link.go ├── network_stats.go ├── bandwidth_limiter.go ├── mac_address.go # 新規追加 ├── ethernet_frame.go # 新規追加 └── switch.go # 新規追加 この章では、スイッチを実装して複数のノードを接続できるローカルネットワークを構築します。また、MACアドレスを導入してイーサネットレベルでの通信を実現します。 3.2 MACアドレスの実装 MACアドレス（Media Access Control Address）は、ネットワークインターフェースの物理アドレスです。 ファイル名: ./mac_address.go package main import ( "fmt" "math/rand" "strconv" "strings" ) // MACAddress はMAC（Media Access Control）アドレスを表現する // 実際のイーサネットで使用される6バイトの物理アドレス type MACAddress struct { bytes [6]byte // 6バイトのMACAアドレス（例：aa:bb:cc:dd:ee:ff） } // NewMACAddress は指定されたバイト配列からMACアドレスを作成 func NewMACAddress(bytes [6]byte) MACAddress { return MACAddress{bytes: bytes} } // ParseMACAddress は文字列からMACアドレスを解析 // 例：ParseMACAddress("aa:bb:cc:dd:ee:ff") func ParseMACAddress(s string) (MACAddress, error) { parts := strings.Split(s, ":") if len(parts) != 6 { return MACAddress{}, fmt.Errorf("invalid MAC address format: %s", s) } var mac MACAddress for i, part := range parts { val, err := strconv.ParseUint(part, 16, 8) if err != nil { return MACAddress{}, fmt.Errorf("invalid hex value in MAC address: %s", part) } mac.bytes[i] = byte(val) } return mac, nil } // RandomMACAddress はランダムなMACアドレスを生成 // ユニキャスト、ローカル管理アドレスとして生成 func RandomMACAddress() MACAddress { var mac MACAddress for i := 0; i < 6; i++ { mac.bytes[i] = byte(rand.Intn(256)) } // ユニキャスト（LSBを0に）、ローカル管理（2番目のLSBを1に）に設定 mac.bytes[0] = (mac.bytes[0] & 0xFC) | 0x02 return mac } // String はMACアドレスの文字列表現を返す func (mac MACAddress) String() string { return fmt.Sprintf("%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x", mac.bytes[0], mac.bytes[1], mac.bytes[2], mac.bytes[3], mac.bytes[4], mac.bytes[5]) } // Equals は2つのMACアドレスが等しいかチェック func (mac MACAddress) Equals(other MACAddress) bool { return mac.bytes == other.bytes } // IsUnicast はユニキャストアドレスかチェック func (mac MACAddress) IsUnicast() bool { return (mac.bytes[0] & 0x01) == 0 } // IsBroadcast はブロードキャストアドレスかチェック func (mac MACAddress) IsBroadcast() bool { return mac.bytes == [6]byte{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF} } // IsMulticast はマルチキャストアドレスかチェック func (mac MACAddress) IsMulticast() bool { return (mac.bytes[0] & 0x01) == 1 && !mac.IsBroadcast() } // BroadcastMAC はブロードキャストMACアドレスを返す func BroadcastMAC() MACAddress { return MACAddress{bytes: [6]byte{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}} } 3.3 イーサネットフレームの実装 MACアドレスを含むイーサネットフレーム構造を実装します。 ...