网络子系统46_ip协议数据帧的转发

转：http://blog.csdn.net/nerdx/article/details/12587459

//  ip协议数据转发
//      ip_forward以回调函数的形式，保存在skb->dst->input，skb->dst在ip_route_input路由封包时被设置
//  调用路径：ip_rcv->ip_rcv_finish->dst_input->(skb->dst->input)

//  函数的主要任务：
//      1.递减ttl
//      2.如果路由被重定向，则向发送方发送icmp重定向报文
//      2.如果有选项，通过ip_forward_options处理在转发时需要更新的选项
//      3.通过ip_output，将报文传递到ip发送路径上
1.1 int ip_forward(struct sk_buff *skb)
{
    struct iphdr *iph;
    struct rtable *rt;
    struct ip_options * opt = &(IPCB(skb)->opt);//ip协议控制块，由ip_options_compile初始化

    //XFRM是 Linux 2.6 内核为安全处理引入的一个可扩展功能框架
    if (!xfrm4_policy_check(NULL, XFRM_POLICY_FWD, skb))
        goto drop;
    //
    if (IPCB(skb)->opt.router_alert && ip_call_ra_chain(skb))//对router alert选项的处理
        return NET_RX_SUCCESS;

    if (skb->pkt_type != PACKET_HOST)//重复检查，l2地址非本机，直接丢弃
        goto drop;

    skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;//需要软件重新计算校验和

    iph = skb->nh.iph;

    if (iph->ttl <= 1)//数据帧到期
                goto too_many_hops;
    //XFRM路由
    if (!xfrm4_route_forward(skb))
        goto drop;

    iph = skb->nh.iph;
    rt = (struct rtable*)skb->dst;
    //处理严源路由选项
    //  rt->rt_dst 目的ip地址
    //  rt->rt_gateway 当目的主机直连时，rt_gateway匹配目的地址，当需要通过网关到达目的地址时，rt_gateway设置为下一条网关
    //  skb->dst在ip_options_rcv_srr中，使用选项中指定的ip地址作为目标地址，通过路由查找，设置为第一个非本机ip的单播路由项
    if (opt->is_strictroute && rt->rt_dst != rt->rt_gateway)//由于是严源路由选项，因此下一跳地址，必须等于源路由选项中列出的地址
        goto sr_failed;

    if (skb_cow(skb, LL_RESERVED_SPACE(rt->u.dst.dev)+rt->u.dst.header_len))//检查skb是否被共享，如果被共享的话，拷贝一份，并在头部预留l3+l2
        goto drop;
    iph = skb->nh.iph;
    //递减跳数
    ip_decrease_ttl(iph);
    //RTCF_DOREDIRECT在ip_route_input_slow中被设置，表示ICMP_REDIRECT必须被送回源地址
    if (rt->rt_flags&RTCF_DOREDIRECT && !opt->srr)
        ip_rt_send_redirect(skb);

    skb->priority = rt_tos2priority(iph->tos);//通过tos字段计算skb在规则队列中的优先级

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

sr_failed:

         icmp_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_SR_FAILED, 0);
         goto drop;

too_many_hops:
        icmp_send(skb, ICMP_TIME_EXCEEDED, ICMP_EXC_TTL, 0);
drop:
    kfree_skb(skb);
    return NET_RX_DROP;
}

//  将转发数据传递到发送路径上

//  调用路径：ip_forward->netfilter hooks->ip_forward_finish
1.2 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))
        ip_forward_options(skb);//处理宽松路由选项和time stamp选项

    return dst_output(skb);//调用ip_output
}
//  数据转发时更新的选项
//      1.record route选项
//      2.源路由选项
//      3.time stamp选项
1.3 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;
    //record route选项
    if (opt->rr_needaddr) {//说明为出口skb，因为入口skb在ip_options_compile已经被使用首选源地址填写
        optptr = (unsigned char *)raw + opt->rr;
        ip_rt_get_source(&optptr[optptr[2]-5], rt);
        opt->is_changed = 1;
    }
    if (opt->srr_is_hit) {//表示在源路由选项列表中，有可用的下一跳ip地址
        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)//下一跳地址在源路由地址列表中
                break;
        }
        if (srrptr + 3 <= srrspace) {//表示下一跳在源路由地址列表中
            opt->is_changed = 1;
            ip_rt_get_source(&optptr[srrptr-1], rt);
            skb->nh.iph->daddr = rt->rt_dst;//更新目的地址为下一跳的地址
            optptr[2] = srrptr+4;//更新选项的ptr[2]指针到下一跳
        } 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) {
        opt->is_changed = 0;
        ip_send_check(skb->nh.iph);//计算ip校验和
    }
}