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分类： LINUX
2008-11-11 16:44:21
为了简单起见，去掉了里面预编译代码
int netif_receive_skb(struct sk_buff *skb) （net/core/dev.c）
{
struct packet_type *ptype, *pt_prev;
int ret = NET_RX_DROP;
unsigned short type;
//打上接收的时间戳
if (!skb->stamp.tv_sec)
net_timestamp(&skb->stamp);
//如果存在dev->master。则更新相应指针
skb_bond(skb);
//更新CPU的接收统计数据
__get_cpu_var(netdev_rx_stat).total++;
skb->h.raw = skb->nh.raw = skb->data;
skb->mac_len = skb->nh.raw - skb->mac.raw;
pt_prev = NULL;
rcu_read_lock();
//处理所有协议的模块
list_for_each_entry_rcu(ptype, &ptype_all, list) {
if (!ptype->dev || ptype->dev == skb->dev) {
if (pt_prev)
ret = deliver_skb(skb, pt_prev);
pt_prev = ptype;
}
}
//分片处理
handle_diverter(skb);
//网桥处理
if (handle_bridge(&skb, &pt_prev, &ret))
goto out;
type = skb->protocol;
//为协议调用相应模块处理。
list_for_each_entry_rcu(ptype, &ptype_base[ntohs(type)&15], list) {
if (ptype->type == type &&
(!ptype->dev || ptype->dev == skb->dev)) {
if (pt_prev)
ret = deliver_skb(skb, pt_prev);
pt_prev = ptype;
}
}
if (pt_prev) {
ret = pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev);
} else {
kfree_skb(skb);
/* Jamal, now you will not able to escape explaining
* me how you were going to use this. :-)
*/
ret = NET_RX_DROP;
}
out:
rcu_read_unlock();
return ret;
}
此函数主要完成了分片重组，网桥处理，根据不同协议调用不同的传输层处理模块。本节的重点是概述linux的网桥实现与处理。传输层协议分层将在后续章节陆续给出。进入网桥处理代码：
#if defined(CONFIG_BRIDGE) || defined (CONFIG_BRIDGE_MODULE) （net/core/dev.c）
int (*br_handle_frame_hook)(struct net_bridge_port *p, struct sk_buff **pskb);
static __inline__ int handle_bridge(struct sk_buff **pskb,
struct packet_type **pt_prev, int *ret)
{
struct net_bridge_port *port;
//回环接口？非以太网接口？
if ((*pskb)->pkt_type == PACKET_LOOPBACK ||
(port = rcu_dereference((*pskb)->dev->br_port)) == NULL)
return 0;
if (*pt_prev) {
*ret = deliver_skb(*pskb, *pt_prev);
*pt_prev = NULL;
}
// br_handle_frame_hook是一个全局的函数指针
return br_handle_frame_hook(port, pskb);
}
#else
#define handle_bridge(skb, pt_prev, ret) (0)
#endif
从此可以看出。如果编译的时候选择了网桥模式，则会进入网桥的处理模块了，否则，只是一个空函数，直接返回。br_handle_frame_hook代表的函数是什么呢？网桥的数据处理框架又是什么样的呢？
关于网桥：
网桥是一个二层设备，在深入之前可以把它当成一个二层的交换机。它在二层协议上转发数据。
网桥为了转发数据，维持了一个端口与MAC的对应表，通常通为CAM表。根据这张表可以把数据送往相应的端口进行发送.
网桥的转发过程为：
1：接收到一个包。判断自己的CAM表中是否含包它此包的源地址.如果没有，则把源地址与端口更新至于CAM表.
2:判断包是否是送给本机，如果是，则送往本机上层协议栈处理。如果不是，则查寻CAM表。找到相应的出口。
3：如果找到出口，则将此包送至出口。如果不存在，将会在各端口发送。
4：如果CAM表中对应表项在规定时间之内没有得到更新，则删除此项。
网桥的配置：
Brctl是一个比较好的配置网桥的工具。它的源代码和配置方法极其简单。我们将从网桥的配置流程说起，看linux内核是怎样一步步管理的。
首先，创建一个网桥: brctl addbr br0 (建立一个br0的网桥)
然后，将接口添加进网桥：brctl addif br0 eth0 (将eth0和eth1添加进网桥br0)
brctl addif bro eth1
OK,网桥现在就配置好了。这台linux的主机可以当作交换机使用了，从eth0的包都可以转发到eth1。
现在，我们看下代码中如何进行处理
首先 brctl addbr 。查看brctl的代码发现它调用了：ioctl(br_socket_fd, SIOCBRADDBR, brname);
然后 brctl addif 在brctl的代码中调用了：ioctl(br_socket_fd, SIOCBRADDIF, &ifr);
呵呵。Brctl的代码很简单吧，只是调用了用户空间的配置工具ioctl.
Linux网桥分析：
好了，现在就可以进入内核分析网桥模式了：
static int __init br_init(void) （net/brige/br.c）
{
//分配slab缓冲区
br_fdb_init();
//网桥的netfiter处理，将在以后的章节中分析
#ifdef CONFIG_BRIDGE_NETFILTER
if (br_netfilter_init())
return 1;
#endif
//用户空间ioctl调用的函数
brioctl_set(br_ioctl_deviceless_stub);
//接收到数据包的处理，也就是我们在上面netif_receive_skb函数中看到的br_handle_frame_hook
br_handle_frame_hook = br_handle_frame;
#if defined(CONFIG_ATM_LANE) || defined(CONFIG_ATM_LANE_MODULE)
br_fdb_get_hook = br_fdb_get;
br_fdb_put_hook = br_fdb_put;
#endif
//在netdev_chain通知链表上注册。关于通知链表，在前面已经介绍过，这里不再讨论了
register_netdevice_notifier(&br_device_notifier);
return 0;
}
新建网桥：
从上面的分析可以知道，在用户空间调用ioctl(br_socket_fd, SIOCBRADDBR, brname).进入到br_ioctl_deviceless_stub,可以看到它的相关处理：
int br_ioctl_deviceless_stub(unsigned int cmd, void __user *uarg)
{
switch (cmd) {
case SIOCGIFBR:
case SIOCSIFBR:
return old_deviceless(uarg);
//新建网桥
case SIOCBRADDBR:
//删除网桥
case SIOCBRDELBR:
{
char buf[IFNAMSIZ];
if (!capable(CAP_NET_ADMIN))
return -EPERM;
//copy_from_user:把用户空间的数据拷入内核空间
if (copy_from_user(buf, uarg, IFNAMSIZ))
return -EFAULT;
buf[IFNAMSIZ-1] = 0;
if (cmd == SIOCBRADDBR)
return br_add_bridge(buf);
return br_del_bridge(buf);
}
}
return -EOPNOTSUPP;
}
在这里，我们传入的cmd为SIOCBRADDBR.转入br_add_bridge(buf)中进行：
int br_add_bridge(const char *name)
{
struct net_device *dev;
int ret;
//为虚拟桥新建一个net_device
//在前面“网络设备的管理”经讲述此结构
dev = new_bridge_dev(name);
if (!dev)
return -ENOMEM;
rtnl_lock();
//由内核确定接口名字，例如eth0 eth1等
if (strchr(dev->name, '%')) {
ret = dev_alloc_name(dev, dev->name);
if (ret < 0)
goto err1;
}
//向内核注册此网络设备
ret = register_netdevice(dev);
if (ret)
goto err2;
dev_hold(dev);
rtnl_unlock();
//在sysfs中建立相关信息
ret = br_sysfs_addbr(dev);
dev_put(dev);
if (ret)
unregister_netdev(dev);
out:
return ret;
err2:
free_netdev(dev);
err1:
rtnl_unlock();
goto out;
}
网桥的注册跟我们以前看到的物理网络设备注册是一样的。我们关心的是网桥对应的net_device结构是什么样的，继续跟踪进new_bridge_dev：
static struct net_device *new_bridge_dev(const char *name)
{
struct net_bridge *br;
struct net_device *dev;
//分配net_device
dev = alloc_netdev(sizeof(struct net_bridge), name,
br_dev_setup);
if (!dev)
return NULL;
网桥的私区结构为net_bridge
br = netdev_priv(dev);
//私区结构中的dev字段指向它本身
br->dev = dev;
br->lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
//队列初始化。在port_list中保存了这个桥上的端口列表
INIT_LIST_HEAD(&br->port_list);
br->hash_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
//下面这部份代码跟stp协议相关,我们暂不关心
br->bridge_id.prio[0] = 0x80;
br->bridge_id.prio[1] = 0x00;
memset(br->bridge_id.addr, 0, ETH_ALEN);
br->stp_enabled = 0;
br->designated_root = br->bridge_id;
br->root_path_cost = 0;
br->root_port = 0;
br->bridge_max_age = br->max_age = 20 * HZ;
br->bridge_hello_time = br->hello_time = 2 * HZ;
br->bridge_forward_delay = br->forward_delay = 15 * HZ;
br->topology_change = 0;
br->topology_change_detected = 0;
br->ageing_time = 300 * HZ;
INIT_LIST_HEAD(&br->age_list);
br_stp_timer_init(br);
return dev;
}
在br_dev_setup中还做了一些另外在函数指针初始化：
void br_dev_setup(struct net_device *dev)
{
//将桥的MAC地址设为零
memset(dev->dev_addr, 0, ETH_ALEN);
//以太网结构初始化
ether_setup(dev);
//一系列函数指针初始化
dev->do_ioctl = br_dev_ioctl;
dev->get_stats = br_dev_get_stats;
dev->hard_start_xmit = br_dev_xmit;
dev->open = br_dev_open;
dev->set_multicast_list = br_dev_set_multicast_list;
dev->change_mtu = br_change_mtu;
dev->destructor = free_netdev;
SET_MODULE_OWNER(dev);
dev->stop = br_dev_stop;
dev->accept_fastpath = br_dev_accept_fastpath;
dev->tx_queue_len = 0;
dev->set_mac_address = NULL;
dev->priv_flags = IFF_EBRIDGE;
}
这一部份，对桥设备的私区空间进行了初始化。在这里，有必要给桥的net_device对应的私区结构：
struct net_bridge
{
//读写锁
spinlock_t lock;
//端口列表
struct list_head port_list;
//网桥对应的虚拟设备
struct net_device *dev;
//网桥对应的虚拟网卡的统计数据
struct net_device_stats statistics;
//hash表的锁
spinlock_t hash_lock;
//MAC PORT对应表，即CAM
struct hlist_head hash[BR_HASH_SIZE];
struct list_head age_list;
/* STP */
//与stp 协议对应的数据
bridge_id designated_root;
bridge_id bridge_id;
u32 root_path_cost;
unsigned long max_age;
unsigned long hello_time;
unsigned long forward_delay;
unsigned long bridge_max_age;
unsigned long ageing_time;
unsigned long bridge_hello_time;
unsigned long bridge_forward_delay;
u16 root_port;
unsigned char stp_enabled;
unsigned char topology_change;
unsigned char topology_change_detected;
