linux ip选项处理（二）

ip选项处理（一）中讨论了syn包的发送过程对ip选项的处理，接下来分析接收syn并转发的过程

（2）路由节点接收syn到转发syn

我们知道ip层接收数据的函数调用过程是ip_rcv ---> ip_rcv_finish，在ip_rcv_finish中将会对ip选项进行处理

static inline int ip_rcv_finish(struct sk_buff *skb)
{
    ......
    if (iph->ihl > 5 && ip_rcv_options(skb))//ip选项的处理
        goto drop;
    ......
    return dst_input(skb);
    ......
}

分析ip_rcv_options函数

static inline int ip_rcv_options(struct sk_buff *skb)
{
    ......
    struct net_device *dev = skb->dev;
    .......
    if (ip_options_compile(NULL, skb)) {//解析ip选项各字段值，并保存在skb的cb中
        IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
        goto drop;
    }

    opt = &(IPCB(skb)->opt);
    if (unlikely(opt->srr)) {
        struct in_device *in_dev = in_dev_get(dev);
        if (in_dev) {
            if (!IN_DEV_SOURCE_ROUTE(in_dev)) {//
#define IN_DEV_SOURCE_ROUTE(in_dev) (ipv4_devconf.accept_source_route && (in_dev)->cnf.accept_source_route)
可以看出如果accept_source_route为0，就丢弃该报；所以如果我们要支持源路径路由，则必须设置
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/accept_source_route //网卡支持
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/accept_source_route

内核中
accept_source_route - BOOLEAN Accept packets with SRR option. conf/all/accept_source_route must also be set to TRUE to accept packets with SRR option on the interface default TRUE (router)  FALSE (host)
                if (IN_DEV_LOG_MARTIANS(in_dev) &&
                 net_ratelimit())
                    printk(KERN_INFO "source route option "
                     "%u.%u.%u.%u -> %u.%u.%u.%u\n",
                     NIPQUAD(iph->saddr),
                     NIPQUAD(iph->daddr));
                in_dev_put(in_dev);
                goto drop;
            }

            in_dev_put(in_dev);
        }

        if (ip_options_rcv_srr(skb))//检查输入数据报中的宽松源路由及严格源路由选项，并根据源路由
                                      选项更新IP数据包的下一跳地址
            goto drop;
    }

    return 0;
drop:
    return -1;
}

int ip_options_rcv_srr(struct sk_buff *skb)
{
    ......
    if (!opt->srr)//待处理的数据报中没有源路径路由选项，则返回
        return 0;

    if (skb->pkt_type != PACKET_HOST)
        return -EINVAL;
    if (rt->rt_type == RTN_UNICAST) {//在路由类型为RTN_UNICAST，即网关或直接连接的路由情况下执行严格路由是会有问题的。此时会发送一个参数错误ICMP差错报文给发送方，并返回参数无效错误
        if (!opt->is_strictroute）//非严格路径路由；宽松路由时，当数据包到达网关时，会立即返回
            return 0;
        icmp_send(skb, ICMP_PARAMETERPROB, 0, htonl(16<<24));
        return -EINVAL;
    }
    if (rt->rt_type != RTN_LOCAL)
        return -EINVAL;

    for (srrptr=optptr[2], srrspace = optptr[1]; srrptr <= srrspace; srrptr += 4) {//
srrptr等于offset，srrspace为选项的长度，因为此时为路由节点，offset不是指向选项尾部，所以
optptr[1]-optptr[2]>0
        if (srrptr + 3 > srrspace) {
            icmp_send(skb, ICMP_PARAMETERPROB, 0, htonl((opt->srr+2)<<24));
            return -EINVAL;
        }
        memcpy(&nexthop, &optptr[srrptr-1], 4);//设定下一跳地址，即为偏移量指定的ip地址

        rt = (struct rtable*)skb->dst;
        skb->dst = NULL;
        err = ip_route_input(skb, nexthop, iph->saddr, iph->tos, skb->dev);//根据下一跳来
                                               查找路由，此时dst->input指向了ip_forward函数
        rt2 = (struct rtable*)skb->dst;
        if (err || (rt2->rt_type != RTN_UNICAST && rt2->rt_type != RTN_LOCAL)) {//skb->dst的下一跳被设置为ip选项中选择的下一跳地址；这个用于在转发时，设置数据包的目的地址时使用
            ip_rt_put(rt2);
            skb->dst = &rt->u.dst;
            return -EINVAL;
        }
        ip_rt_put(rt);
        if (rt2->rt_type != RTN_LOCAL)//rt2->rt_type==RTN_UNICAST,所以break
            break;
        /* Superfast 8) loopback forward */
        memcpy(&iph->daddr, &optptr[srrptr-1], 4);//设定ip头的目的地址为下一跳地址
        opt->is_changed = 1；//标识该数据报目的地址做了修改
    }
    if (srrptr <= srrspace) {
        opt->srr_is_hit = 1;/如果源路由选项的路径列表没有遍历完，则说明该IP数据报的目的地址是从源路由选项选出的，因此需设置srr_is_hit标志，待转发时需要进一步处理。同时还需要设置is_changed，标识需重新计算IP数据报的首部校验和
        opt->is_changed = 1;
    }
    return 0;
}

ip_options_rcv_srr函数返回后，数据包的目的地址暂时未改为了下一跳的地址，dst->input设置为ip_forward函数，则会进入转发流程

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);//指向skb的cb中保存的ip options
    ......
    rt = (struct rtable*)skb->dst;
    if (opt->is_strictroute && rt->rt_dst != rt->rt_gateway)//如果是严格路由，并且目的地址和网关地址不一致，就会发送ICMP目的不可达报文，报告源路由失败；我们将在试验中提及
        goto sr_failed;
    ......

    return NF_HOOK(PF_INET, NF_IP_FORWARD, skb, skb->dev, rt->u.dst.dev,
         ip_forward_finish);//调用ip_forward_finish函数

sr_failed:
        /*
     *    Strict routing permits no gatewaying
     */
         icmp_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_SR_FAILED, 0);//发送ICMP目的不可达报文
         goto drop;
    ......
}

static inline int ip_forward_finish(struct sk_buff *skb)
{
    struct ip_options * opt    = &(IPCB(skb)->opt);//获得ip选项

    IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_OUTFORWDATAGRAMS);

    if (unlikely(opt->optlen))
        ip_forward_options(skb);//想转发的数据包添加所需的关于本地IP的信息，包括记录路由选项和时
                                  间戳选项

    return dst_output(skb);//在ip层发送出去
}

void ip_forward_options(struct sk_buff *skb)
{
    struct ip_options * opt    = &(IPCB(skb)->opt);
    unsigned char * optptr;
    struct rtable *rt = (struct rtable*)skb->dst;
    unsigned char *raw = skb->nh.raw;

    if (opt->rr_needaddr) {
        optptr = (unsigned char *)raw + opt->rr;
        ip_rt_get_source(&optptr[optptr[2]-5], rt);//如果需要记录IP地址，则获取本地地址并设置到
                                                     IP记录路由选项中
        opt->is_changed = 1;
    }
    if (opt->srr_is_hit) {//如果目的地址是从源路由选项指定的，则还需要判断输出路由缓存的目的地址是否存在于路由选项中。
        int srrptr, srrspace;

        optptr = raw + opt->srr;

        for ( srrptr=optptr[2], srrspace = optptr[1];
         srrptr <= srrspace;
         srrptr += 4
         ) {
            if (srrptr + 3 > srrspace)
                break;
            if (memcmp(&rt->rt_dst, &optptr[srrptr-1], 4) == 0)
                break;
        }
        if (srrptr + 3 <= srrspace) {
            opt->is_changed = 1;
            ip_rt_get_source(&optptr[srrptr-1], rt);//将本地地址加入到ip选项中第一个ip地址之前
            skb->nh.iph->daddr = rt->rt_dst;//数据包的目的地址被设置为下一跳地址；rt->rt_dst在函数ip_options_rcv_srr被设置为下一跳地址
            optptr[2] = srrptr+4;//偏移量指向下一跳地址
        } else if (net_ratelimit())
            printk(KERN_CRIT "ip_forward(): Argh! Destination lost!\n");
        if (opt->ts_needaddr) {
            optptr = raw + opt->ts;
            ip_rt_get_source(&optptr[optptr[2]-9], rt);
            opt->is_changed = 1;
        }
    }
    if (opt->is_changed) {//ip头的目的地址被修改后，就必须重新计算校验和
        opt->is_changed = 0;
        ip_send_check(skb->nh.iph);
    }
}

下面通过两个实验来说明：

实验一（LSRR）:

客户端：192.168.18.73 路由节点1：192.168.18.71 路由节点2:192.168.18.72 服务器端：192.168.18.76 18.71上18.0网段有个网关192.168.18.79

1.在18.71上抓包（接收并转发syn）

上图为接收的syn包

上图为转发的syn包

2.在18.72上抓包（接收和转发syn）

上图为接收的syn包

上图为转发的syn包

同样在18.71设置18.79网关时，不影响宽松路由功能

实验二（SSRR）

偏移量的改变以及ip选项中路径的改变和LSRR类似

严格路由时，如果路由节点的网关和ip选项中下一跳不一致时，就会发送icmp目的不可达报文

我在18.71上设置18.79网关，18.71不会转发syn而是发送ICMP目的不可达报文