Linux 网桥代码分析 六 网桥数据转发函数分析

 

对于数据包转发函数，主要是分为两大类：数据转发到指定端口、数据扩散到所有端口。

 

下面就从这两方面进行分析：

一  数据转发到指定端口

对于数据转发到指定端口的功能，也可以分为两个方面：对入口流量进行的数据转发、

对出口流量进行的数据转发

 

入口流量很好理解：就是桥组中的一个网桥端口接收了数据包，经过网卡驱动后经由函数netif_receive_skb、handle_bridge、br_handle_frame等函数，最后调用函数br_forward，实现数据转发。

那对于出口流量怎么理解呢？

我的理解是，对于一个路由器，我们可能会建立路由wan连接，那当外网数据要和lan側的pc进行数据传输时，外网数据会首先到达wan接口，wan接口通过路由规则和arp，会将数据从网桥发送出去，最后网桥就会调用br-> netdev_ops->ndo_start_xmit,即br_dev_xmit，br_dev_xmit中就会调用br_deliver、br_flood_deliver，进行出口流量的转发。

 

 

下面我们分析入口流量指定端口转发的函数br_forward

是__br_forward的封装函数，并增加了判断端口是否符合数据转发功能的判断

/* called with rcu_read_lock*/

void br_forward(const structnet_bridge_port *to, struct sk_buff *skb)

{

if (should_deliver(to, skb)) {

     __br_forward(to, skb);

     return;

}

 

kfree_skb(skb);

}

 

该函数的两个函数，都值得我们去分析，在这两个函数里，我们都可以做自己的代码功能扩展。

should_deliver的作用是判断是否将数据包从网桥端口p转发出去

符合转发的条件为

1、网桥端口的flag为BR_HAIRPIN_MODE并且网桥端口的状态为forward时，则符合

       转发条件(此处BR_HAIRPIN_MODE是什么呢??)

2、数据包入口端口与出口端口不同，且网桥端口的状态为forward。

static inline intshould_deliver(const struct net_bridge_port *p,

              const struct sk_buff*skb)

{

return (((p->flags & BR_HAIRPIN_MODE) || skb->dev !=p->dev) &&

     p->state == BR_STATE_FORWARDING);

}

 

__br_forward主要会调用防火墙相关的函数做最后的判断，对于允许通过的函数，则调用br_forward_finish进行转发最后的处理。

 

1、修改skb指向的net dev

2、调用NF_HOOK处理forward链上的规则，并对允许通过的

        数据包调用函数br_forward_finish进行后续的处理

*/

static void __br_forward(conststruct net_bridge_port *to, struct sk_buff *skb)

{

struct net_device *indev;

    /*gso相关设置，对gso不熟悉...*/

if (skb_warn_if_lro(skb)) {

     kfree_skb(skb);

     return;

}

 

indev = skb->dev;

skb->dev = to->dev;

 

/*如果有ip层校验和策略，则修改为NONE*/

skb_forward_csum(skb);

 

    /*处理forward链的规则，对于允许通过的数据包，调用br_forward_finish

   进行后续处理*/

NF_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_FORWARD, skb, indev, skb->dev,

         br_forward_finish);

}

 

 

br_forward_finish主要实现以下功能

1、调用NF_HOOK，处理网桥防火墙中post链中的规则进行匹配处理

2、若该数据包没有被防火墙规则丢弃掉，则调用函数  

       br_dev_queue_push_xmit，传输数据包

int br_forward_finish(structsk_buff *skb)

{

return NF_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_POST_ROUTING, skb, NULL,skb->dev,

           br_dev_queue_push_xmit);

 

}

 

 

 

网桥设备的传输函数br_dev_queue_push_xmit主要实现调用dev_queue_xmit，最后实现调用网卡驱动的发包处理函数。br_dev_queue_push_xmit的功能如下：

1、若数据包的大于设备的mtu值，且不支持gso，则释放该skb

2、若数据包大小正常，则调用dev_queue_xmit，传输数据包

 

intbr_dev_queue_push_xmit(struct sk_buff *skb)

{

/* drop mtu oversized packets except gso */

if (packet_length(skb) > skb->dev->mtu &&!skb_is_gso(skb))

     kfree_skb(skb);

else {

     /* ip_refrag calls ip_fragment, doesn't copy the MAC header. */

     if (nf_bridge_maybe_copy_header(skb))

         kfree_skb(skb);

     else {

         skb_push(skb, ETH_HLEN);

 

         dev_queue_xmit(skb);

     }

}

 

return 0;

}

 

 

 

下面我们继续分析出口流量指定端口转发的函数br_deliver

 

该函数是__br_deliver 的封装，只不过增加了判断端口是否符合转发数据包的函数调用

 

void br_deliver(const structnet_bridge_port *to, struct sk_buff *skb)

{

if (should_deliver(to, skb)) {

     __br_deliver(to, skb);

     return;

}

 

kfree_skb(skb);

}

 

_br_deliver 主要实现以下功能：

1、设置skb->dev执行要转发数据的设备dev

2、调用NF_HOOK，处理网桥防火墙中调用out链中的规则

3、若数据包没有被丢弃，则br_forward_finish进行转发处理

*/

static void __br_deliver(conststruct net_bridge_port *to, struct sk_buff *skb)

{

skb->dev = to->dev;

NF_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_LOCAL_OUT, skb, NULL, skb->dev,

         br_forward_finish);

}

 

而对于函数br_forward_finish，我们在前面已经分析过了。

 

 

二、数据转发扩散函数

对于扩散函数，同样分为两方面，入口流量的扩散，出口流量的扩散

 

首先分析入口流量的扩散函数br_flood_forward

该函数主要是调用函数br_flood，并注册br_flood的回调处理函数为__br_forward

/* called under bridge lock */

void br_flood_forward(structnet_bridge *br, struct sk_buff *skb)

{

br_flood(br, skb, __br_forward);

}

 

下面分析函数 br_flood

该函数的逻辑还是很简单的。

主要是循环遍历给定网桥下的所有端口，对于符合

数据转发条件的端口，则调用函数__packet_hook进行后续

处理。

/* called under bridge lock */

static void br_flood(structnet_bridge *br, struct sk_buff *skb,

void (*__packet_hook)(const struct net_bridge_port *p,

               struct sk_buff*skb))

{

struct net_bridge_port *p;

struct net_bridge_port *prev;

 

prev = NULL;

 

list_for_each_entry_rcu(p, &br->port_list, list) {

     if (should_deliver(p, skb)) {

         if (prev != NULL) {

             struct sk_buff *skb2;

 

             if ((skb2 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC)) == NULL) {

                 br->dev->stats.tx_dropped++;

                 kfree_skb(skb);

                 return;

             }

 

             __packet_hook(prev, skb2);

         }

 

         prev = p;

     }

}

 

if (prev != NULL) {

     __packet_hook(prev, skb);

     return;

}

 

kfree_skb(skb);

}

 

 

接着分析出口流量的扩散函数br_flood_deliver

主要是调用函数br_flood，并注册br_flood的回调处理函数为__br_deliver

void br_flood_deliver(structnet_bridge *br, struct sk_buff *skb)

{

br_flood(br, skb, __br_deliver);

}

 

而br_flood我们已经分析过了。

 

至此我们分析完了转发数据相关的函数，主要是集中在br_forward.c中。