Linux下数据包的转发流程和本地传递流程分析

一.数据包转发

1..转发就是把中转所有不是传给本地系统的输入数据包，把它们再次发送到目的地或者下一站路由。Linux下转发的接口是ip_forward函数。

 

int ip_forward(struct sk_buff *skb)

{

struct iphdr *iph; /* Our header */

struct rtable *rt; /* Route we use */

struct ip_options * opt = &(IPCB(skb)->opt);


if (!xfrm4_policy_check(NULL, XFRM_POLICY_FWD, skb))

goto drop;


if (IPCB(skb)->opt.router_alert && ip_call_ra_chain(skb))

return NET_RX_SUCCESS;


if (skb->pkt_type != PACKET_HOST)

goto drop;


skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;


/*

 * According to the RFC, we must first decrease the TTL field. If

 * that reaches zero, we must reply an ICMP control message telling

 * that the packet's lifetime expired.

 */


iph = skb->nh.iph;


/*

 * TTL减1等于0，则丢弃封包。

 */

if (iph->ttl <= 1)

                goto too_many_hops;


if (!xfrm4_route_forward(skb))

goto drop;


iph = skb->nh.iph;

rt = (struct rtable*)skb->dst;


/*

 * rt->rt_dst报头选项中存储的下一个跳点。

 * rt->rt_gateway由路由子系统所找到的下一个跳点。

 * 如果strict为真且上述两者不相等，则选项失败不能严格路由。

 */

if (opt->is_strictroute && rt->rt_dst != rt->rt_gateway)

goto sr_failed;


/* We are about to mangle packet. Copy it! */

if (skb_cow(skb, LL_RESERVED_SPACE(rt->u.dst.dev)+rt->u.dst.header_len))

goto drop;

iph = skb->nh.iph;


/* Decrease ttl after skb cow done */

ip_decrease_ttl(iph);


/*

 * We now generate an ICMP HOST REDIRECT giving the route

 * we calculated.

 */

/*

 * 如果有比请求的还要好的下一个跳点话，源主机就会收到重定向的ICMP信息

 * ！opt->srr（srr表示是否请求过源路由）为false，

 * 表明原主机不在乎是否有更好的路由被发现。

 */

if (rt->rt_flags&RTCF_DOREDIRECT && !opt->srr)

ip_rt_send_redirect(skb);

/*

 * 根据IP头部的TOS来设置优先级

 * 该值将会在后面Traffic Control中使用

 */

skb->priority = rt_tos2priority(iph->tos);

 /*

  * 如果Netfilter没有禁止转发规则，

  * 通过NF_HOOK来执行ip_forward_finish函数

  */

return NF_HOOK(PF_INET, NF_IP_FORWARD, skb, skb->dev, rt->u.dst.dev,

       ip_forward_finish);


sr_failed:

        /*

         * Strict routing permits no gatewaying

         */

         icmp_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_SR_FAILED, 0);

         goto drop;


too_many_hops:

        /* Tell the sender its packet died... */

        icmp_send(skb, ICMP_TIME_EXCEEDED, ICMP_EXC_TTL, 0);

drop:

kfree_skb(skb);

return NET_RX_DROP;

}

 

2. ip_forward_finish函数：表明封包都已经检查完毕，可以传出。

 

static inline int ip_forward_finish(struct sk_buff *skb)

{

struct ip_options * opt = &(IPCB(skb)->opt);


IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_OUTFORWDATAGRAMS);


if (unlikely(opt->optlen))

/* RR，SRR选项的处理 */

ip_forward_options(skb);

/* 所有传输(本地产生或从其他主机转发而来)都是通过dst_output传出 */

return dst_output(skb);

}

 

3.调用dst_output函数把数据包传出。

 

/* Output packet to network from transport. */


static inline int dst_output(struct sk_buff *skb)


{


int err;




for (;;) {


/*

 * 通过output来对封包进行传出。

 * 如果目的地址是单播的话，output就等于ip_output 。

 */

err = skb->dst->output(skb);




if (likely(err == 0))


return err;


if (unlikely(err != NET_XMIT_BYPASS))


return err;


}


}

 

二.数据包本地传递：

1.本地传递:本地主机地址就是封包的目的地。Linux下转发的接口是ip_local_deliver函数。

/*


 * Deliver IP Packets to the higher protocol layers.


 */


int ip_local_deliver(struct sk_buff *skb)


{


/*


 * Reassemble IP fragments.


               * 封包进入本地传递后，首先判断是否分片

               * 如果是分片包，进行重组。

 */


if (skb->nh.iph->frag_off & htons(IP_MF|IP_OFFSET)) {


skb = ip_defrag(skb, IP_DEFRAG_LOCAL_DELIVER);


if (!skb)


return 0;


}





return NF_HOOK(PF_INET, NF_IP_LOCAL_IN, skb, skb->dev, NULL,


       ip_local_deliver_finish);


}