* 函数调用关系图
ip层的函数调用关系如下图所示：（下图是 kernel-2.4的函数调用关系，仅供参考）
该图仅供参考
该图是《Understanding Linux Network Internals》的原图
* ip包的接收函数调用流程
* ip包接收函数调用流程(kernel-2.6.27)
ip_rcv()
->ip_rcv_finish()
->ip_route_input()
->dst_input()
->ip_local_deliver() //本地数据包，调用传输层协议处理函数处理
->ip_forward() // 非本地包，转发
->ip_mr_input() //多播数据包转发
* 实现分析
* ip包接收主函数
该函数先对ip包做合法性，包括包长，校验和等做检查，若通过检查则查找路由表。
若找到属于自己的路由表项，则调用该表项相应的函数进行处理。
/*
* Main IP Receive routine.
*/
int ip_rcv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, struct packet_type *pt, struct net_device *orig_dev)
{
struct iphdr *iph;
u32 len;
/* When the interface is in promisc. mode, drop all the crap
* that it receives, do not try to analyse it.
*/
if (skb->pkt_type == PACKET_OTHERHOST) //不属于自己的ip包，丢弃
goto drop;
IP_INC_STATS_BH(dev_net(dev), IPSTATS_MIB_INRECEIVES); // ip包计数统计
// 若此时 skb->users != 1，说明skb被共享？
// 若此时的skb->users ！=1 说明有其他模块的指针，指向该skb，比如说sniffer等。
// 这时要clone一个skb，并把skb的引用计数users修改成1，并设置cloned字段。
if ((skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC)) == NULL) {
IP_INC_STATS_BH(dev_net(dev), IPSTATS_MIB_INDISCARDS);
goto out;
}
// 检查ip包长度是否>=ip包的最小头长度
if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr)))
goto inhdr_error;
iph = ip_hdr(skb); //获取ip包，包头的指针
/*
* RFC1122: 3.2.1.2 MUST silently discard any IP frame that fails the checksum.
*
* Is the datagram acceptable?
*
* 1. Length at least the size of an ip header
* 2. Version of 4
* 3. Checksums correctly. [Speed optimisation for later, skip loopback checksums]
* 4. Doesn't have a bogus length
*/
if (iph->ihl < 5 || iph->version != 4) //ip包的版本是否=4
goto inhdr_error;
if (!pskb_may_pull(skb, iph->ihl*4)) //再做一次检查
goto inhdr_error;
iph = ip_hdr(skb); //重新获取一次ip包头指针，因为此时可能对ip头的为止做了调整
if (unlikely(ip_fast_csum((u8 *)iph, iph->ihl))) //检查ip包的校验和是否正确
goto inhdr_error;
len = ntohs(iph->tot_len); //检查ip包的长度是否合理
if (skb->len < len) { //skb中的len
IP_INC_STATS_BH(dev_net(dev), IPSTATS_MIB_INTRUNCATEDPKTS);
goto drop;
} else if (len < (iph->ihl*4)) // 若ip->len的长度小于头部长度*4，说明数据包有错误
goto inhdr_error;
/* Our transport medium may have padded the buffer out. Now we know it
* is IP we can trim to the true length of the frame.
* Note this now means skb->len holds ntohs(iph->tot_len).
*/
// 检查一下包的长度和checksum
//若实际的长度和skb->len的长度不相等，则调用skb_trim对数据包进行调整 （为什么？依据？这个地方有点不太明白）
if (pskb_trim_rcsum(skb, len)) {
IP_INC_STATS_BH(dev_net(dev), IPSTATS_MIB_INDISCARDS);
goto drop;
}
/* Remove any debris in the socket control block */
// 把skb->cb指向的空间清空
memset(IPCB(skb), 0, sizeof(struct inet_skb_parm));
// 如运行到这里，说明ip包前期的各项检查都正确，
// 此时调用NF_HOOK函数进入netfilter的NF_IP_PRE_ROUTING 挂载点，
// 并遍历该挂载点的处理函数链表，检查该挂载点是否有其他的处理函数，比如防火墙(firewal)，流量控制(QOS)等。
// 若有处理函数，则调用这些函数进行处理，处理完成后，有调用ip_rcv_finish()
return NF_HOOK(PF_INET, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, dev, NULL,
ip_rcv_finish);
// ip包头有错误，进行错误统计
inhdr_error:
IP_INC_STATS_BH(dev_net(dev), IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
// 丢弃该skb数据包
drop:
kfree_skb(skb);
out:
return NET_RX_DROP;
}
* 接收ip包的下半部分的实现
/*
* ip_rcv只是对ip包的基本字段做了一些检查，而ip_rcv_finish才真正的对ip包进行处理，主要实现一下功能：
* (1) 决定数据包是本地接收，还是进行包的转发。若是要进行转发，需要找到转发的出口设备和下一跳的地址。
* (2) 分解和处理一些ip选项，这里不会处理所有的选项。
*/
static int ip_rcv_finish(struct sk_buff *skb)
{
// 获取ip包的头指针
const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
struct rtable *rt;
/*
* Initialise the virtual path cache for the packet. It describes
* how the packet travels inside Linux networking.
*/
// 查找ip包的路由项
// 计算完成后，若找到路由项，会把找到的路由表项的指针保存到skb->rtable变量
// 若没有找到相应的路由表，则直接丢弃ip包
if (skb->dst == NULL) {
int err = ip_route_input(skb, iph->daddr, iph->saddr, iph->tos,
skb->dev);
if (unlikely(err)) {
if (err == -EHOSTUNREACH)
IP_INC_STATS_BH(dev_net(skb->dev),
IPSTATS_MIB_INADDRERRORS);
else if (err == -ENETUNREACH)
IP_INC_STATS_BH(dev_net(skb->dev),
IPSTATS_MIB_INNOROUTES);
goto drop;
}
}
// 以下是一些统计信息
#ifdef CONFIG_NET_CLS_ROUTE
if (unlikely(skb->dst->tclassid)) {
struct ip_rt_acct *st = per_cpu_ptr(ip_rt_acct, smp_processor_id());
u32 idx = skb->dst->tclassid;
st[idx&0xFF].o_packets++;
st[idx&0xFF].o_bytes+=skb->len;
st[(idx>>16)&0xFF].i_packets++;
st[(idx>>16)&0xFF].i_bytes+=skb->len;
}
#endif
// 若ip头的长度大于5*32bits时， 说明该ip包有选项需要处理
// iph->ihl长度表示ip头占32bit字段的数目，基本包头长度是5*32bit
if (iph->ihl > 5 && ip_rcv_options(skb))
goto drop;
// 获取找到的路由表项指针
rt = skb->rtable;
// 多播路由计数统计
if (rt->rt_type == RTN_MULTICAST)
IP_INC_STATS_BH(dev_net(rt->u.dst.dev), IPSTATS_MIB_INMCASTPKTS);
// 广播路由计数统计
else if (rt->rt_type == RTN_BROADCAST)
IP_INC_STATS_BH(dev_net(rt->u.dst.dev), IPSTATS_MIB_INBCASTPKTS);
// 调用skb->dst->input(skb)函数做后期处理，该函数是在ip_route_input函数中设置的。
return dst_input(skb);
drop:
kfree_skb(skb);
return NET_RX_DROP;
}
(待续...)
* 注
基于内核2.6.27
阅读(10735) | 评论(0) | 转发(10) |
