本结构框图
引用的,出处未知...
协议栈结构的说明
1、 驱动中,使用ISR/POLL/NAPI等方式从硬件收包
2、 收包接口中通过netif_receive_skb()上交协议栈
3、 在netif_receive_skb()函数中做协议解析
core/dev.c中,为报文处理的第二层,用于分离收到的以太网报文的协议类型,同我们某产品上一个叫做Packet Handler模块一样,逐级分发报文。
该模块有一个list_head链表,链表上挂了很多packet_type数据结构,packet_type数据结构中包括ether_type, dev指针以及func指针等成员。
为加快对报文的分发速度,这个链表实现成了一个HASH表,共16way,使用ethertype作为索引。
内核中常注册的ethertype类型:
ETH_P_IP
ETH_P_ARP
ETH_P_HDLC
ETH_P_DEC
ETH_P_PPP
PKT_TYPE_LACPDU
ETH_P_PPP_SES
ETH_P_PPP_DISC
ETH_P_BPQ
ETH_P_PARP
ETH_P_802_2
ETH_P_TR_802_2
ETH_P_X25
ETH_P_8021Q
ETH_P_ALL用于所有
其中Func是上层协议的钩子函数,常用的有ip_rcv()和arp_rcv()等,然后iprcv()中又会解析ip上的协议,调用icmp_rcv/igmp_rcv/udp_rcv/tcp_rcv()等等。
新的协议类型可以在驱动模块加载时,通过下面的接口增加到packet_type_list中:
void dev_add_pack()用于增加一种协议类型,将其packet_type指针加到链表上。
void dev_remove_pack()用于从list_head上删除一种协议类型
4、 解析完报文协议之后,将报文放到skb_queue队列中
skb_queue为系统底层与应用程序之间一个接口。所有接收到的同类报文都会被挂到这个队列上,然后由协议栈上层接口来取。
5、 协议上层接口通过系统调用获取skb。代码位于net模块下:
sys_recv()
sys_recvfrom()
sock_recvmsg()
__sock_recvmsg()
udp_recvmsg()或者tcp_recvmsg()
__skb_recv_datagram()
ip_cmsg_recv()
从skb接收队列skb_queue收包
某项目中的代码
1. 驱动driver使用NAPI方式,从硬件queue中收包
2. 调用netif_receiv_skb()函数,上交收到的报文
这个项目支持NAPT,因此会在该函数中直接调用NAPT回调做NAT,而对于非NAPT印射的报文,进行如下处理:
先遍历ptype_all链表,list_for_each_entry_rcu(),最终调用packet_type.func()
编译内核时选上BRIDGE,则会执行网桥模块br_handle_frame_hook(skb),源文件为bridge/br.c
网桥模块的初始化pkt_type为PACKET_HOST或者PACKET_OTHERHOST
如果编译内核时选上了MAC_VLAN模块,则会执行macvlan_handle_frame_hook
初始化为PACKET_BROADCAST、PACKET_MULTICAST、PACKET_HOST
最后一步,判断type==skb->protocol,会查询链表,找到匹配的protocol钩子并且调用。
3. Skb的释放时机
如果是合法报文,放入接收队列,在用户系统调用取包时释放,否则在netif_receiv_skb()函数中释放。
802.1q协议模块实现
带802.1qTAG的模块有自己单独的协议类型,一般是0x8100。使用前面说的packet_list操作接口注册一个新的packet_type挂到链表中,这样,所有带TAG的报文会被转发到802.1q的接口上。
应用程序里,每调用vconfig创建一个VLAN,就会创建一个新的net device,这个虚拟扩展的net device会在原来物理的net device上面工作,将VLAN对应的报文都转移到虚拟net device的收发接口上。
new_dev = alloc_netdev(sizeof(struct vlan_dev_info), name,vlan_setup);