Linux网络代码导读v0.2

1 前言

许多人在分析linux代码时对网络部分（主要是src/linux/net，src/linux/include/net及
src/linux/include/linux目录下的文件）比较感兴趣，确实，尽管已经从书本上学到了大
量的TCP/IP原理，不读源码的话，头脑中还是建立不起具体的印象。而分析这部分代码的
一个问题便是代码众多而资料很少。这篇文章的目的就是勾勒出一个框架，让读者能够大致
能够了解TCP/IP究竟是怎么工作的。以前见到的许多代码分析都是基于2.0内核的，在新的
内核中许多函数变了名字，这尤其给初学者带来了困难，本文是以2.4.0-test9的代码作例子，
这样对照代码时可能更清晰些。

其实网络部分的代码我只对防火墙部分一行行仔细分析过，其他许多地方也只是一知半解，
如果理解有误，欢迎指正。

建议在看本文的同时，用source insight()建立一个项目，同时看代码，
这样可能效果更好点。我也用过其他的一些工具，但在分析大量的代码的时候，没有一个工
具比它更方便的了。


2 正文

ISO的七层模型都非常熟悉了，当然，对于internet,用四层模型更为适合。在这两份模型里，
网络协议以层次的形式出现。而LINUX的内核代码中，严格分出清楚的层次却比较困难，因为
除了一些"内核线程(kernel thread外)"，整个内核其实是个单一的进程。因此所谓"网络层"
,只是一组相关的函数，而各层之间大多通过一般的函数调用的方式完成交互。

而从逻辑上，网络部分的代码更应该这样分层更为合理：
.BSD socket层：这一部分处理BSD socket相关操作，每个socket在内核中以struct socket结构体现。
这一部分的文件主要有：/net/socket.c /net/protocols.c etc
.INET socket层：BSD socket是个可以用于各种网络协议的接口，而当用于tcp/ip，即建立了AF_INET
形式的socket时，还需要保留些额外的参数，于是就有了struct sock结构。
文件主要有：/net/ipv4/protocol.c /net/ipv4/af_inet.c /net/core/sock.c etc
.TCP/UDP层：处理传输层的操作，传输层用struct inet_protocol和struct proto两个结构表示。
文件主要有：/net/ipv4/udp.c /net/ipv4/datagram.c /net/ipv4/tcp.c /net/ipv4/tcp_input.c
/net/ipv4//tcp_output.c /net/ipv4/tcp_minisocks.c /net/ipv4/tcp_output.c
/net/ipv4/tcp_timer.c etc
.IP层：处理网络层的操作，网络层用struct packet_type结构表示。
文件主要有：/net/ipv4/ip_forward.c ip_fragment.c ip_input.c ip_output.c etc.
.数据链路层和驱动程序：每个网络设备以struct net_device表示，通用的处理在dev.c中，
驱动程序都在/driver/net目录下。

网络部分还有很多其他文件，如防火墙，路由等，一般根据看到名字便能猜测出相应的处理，此处不再赘述。

现在我要给出一张表，全文的内容就是为了说明这张表（如果你觉得我在文章中的语言比较乏味，尽可
抛掉他们，结合这张表自己看代码）。在我最初看网络部分代码时，比较喜欢《linux kernel internals》
的第八章的一段，其中有一个进程A通过网络远程向另一进程B发包的例子，详细介绍了一个数据包如何
从网络堆栈中走过的过程。我觉得这样可以更迅速的帮助读者看清森林的全貌，因此本文参照这种结构来
叙述。

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| sys_read fs/read_write.c
| sock_read net/socket.c
| sock_recvmsg net/socket.c
| inet_recvmsg net/ipv4/af_inet.c
| udp_recvmsg net/ipv4/udp.c
| skb_recv_datagram net/core/datagram.c
| -------------------------------------------
| sock_queue_rcv_skb include/net/sock.h
| udp_queue_rcv_skb net/ipv4/udp.c
| udp_rcv net/ipv4/udp.c
| ip_local_deliver_finish net/ipv4/ip_input.c
| ip_local_deliver net/ipv4/ip_input.c
| ip_recv net/ipv4/ip_input.c
| net_rx_action net/dev.c
| -------------------------------------------
| netif_rx net/dev.c
| el3_rx driver/net/3c309.c
| el3_interrupt driver/net/3c309.c

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

| sys_write fs/read_write.c
| sock_writev net/socket.c
| sock_sendmsg net/socket.c
| inet_sendmsg net/ipv4/af_inet.c
| udp_sendmsg net/ipv4/udp.c
| ip_build_xmit net/ipv4/ip_output.c
| output_maybe_reroute net/ipv4/ip_output.c
| ip_output net/ipv4/ip_output.c
| ip_finish_output net/ipv4/ip_output.c
| dev_queue_xmit net/dev.c
| --------------------------------------------
| el3_start_xmit driver/net/3c309.c
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来源于