linux协议栈之网桥实现之一.docx
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linux协议栈之网桥实现之一
linux协议栈之网桥实现之一
网卡驱动最个函数netif_receive_skb.就从说起。
简单起见，去掉里面预编译代码intnetif_receive_skb（structsk_buff*skb） （net/core/dev.c）
{
structpacket_type*ptype,*pt_prev;
intret=NET_RX_DROP;
unsignedshorttype;
//打接收时间戳
if（!
skb->stamp.tv_sec）
net_timestamp（&skb->stamp）;
//如果存dev->master。
则更新相应指针
skb_bond（skb）;
//更新CPU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））
gotoout;
type=skb->protocol;
//协议调相应模块处理。
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,nowyouwillnotabletoescapeexplaining
*mehowyouweregoingtousethis.:
-）
*/
ret=NET_RX_DROP;
}
out:
rcu_read_unlock（）;
returnret;
}此函数主完成分片重组，网桥处理，根据不同协议调不同传输层处理模块。
本节重点概述linux网桥实现处理。
传输层协议分层续章节陆续给出。
进入网桥处理代码：
#ifdefined（CONFIG_BRIDGE）||defined（CONFIG_BRIDGE_MODULE） （net/core/dev.c）
int（*br_handle_frame_hook）（structnet_bridge_port*p,structsk_buff**pskb）;
static__inline__inthandle_bridge（structsk_buff**pskb,
structpacket_type**pt_prev,int*ret）
{
structnet_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）
return0;
if（*pt_prev）{
*ret=deliver_skb（*pskb,*pt_prev）;
*pt_prev=NULL;
}
//br_handle_frame_hook个全局函数指针
returnbr_handle_frame_hook（port,pskb）;
}
#else
#definehandle_bridge（skb,pt_prev,ret）（0）
#endif
从此以看出。
如果编译时候选择网桥模式，则进入网桥处理模块，否则，只个空函数，直接返回。
br_handle_frame_hook代表函数什么呢？
网桥数据处理框架又什么样呢？
关于网桥：
网桥个二层设备，深入以当成个二层交换机。
二层协议转发数据。
网桥转发数据，维持个端口MAC应表，通常通CAM表。
根据这张表以数据送往相应端口进行发送.网桥转发过程：
1：
接收个包。
判断自己CAM表否含包此包源地址.如果没有，则源地址端口更新至于CAM表.2:
判断包否送给本机，如果，则送往本机层协议栈处理。
如果不，则查寻CAM表。
找相应出口。
3：
如果找出口，则此包送至出口。
如果不存，各端口发送。
4：
如果CAM表应表项规定时间没有得更新，则除此项。
网桥配置：
Brctl个比较好配置网桥工具。
源代码配置极其简单。
们从网桥配置流程说起，看linux核怎样步步管理。
首先，创建个网桥:
brctladdbrbr0 （建立个br0网桥）然，接口添加进网桥：
brctladdif br0eth0 （eth0eth1添加进网桥br0） brctladdif broeth1OK,网桥现就配置好。
这台linux主机以当作交换机使，从eth0包都以转发eth1。
现，们看代码进行处理首先brctladdbr。
查看brctl代码调：
ioctl（br_socket_fd,SIOCBRADDBR,brname）;然brctladdif brctl代码调：
ioctl（br_socket_fd,SIOCBRADDIF,&ifr）;呵呵。
Brctl代码简单吧，只调户空间配置工具ioctl.Linux网桥分析：
好，现就以进入核分析网桥模式：
staticint__initbr_init（void） （net/brige/br.c）
{
//分配slab缓冲区
br_fdb_init（）;
//网桥netfiter处理，以章节分析
#ifdefCONFIG_BRIDGE_NETFILTER
if（br_netfilter_init（））
return1;
#endif
//户空间ioctl调函数
brioctl_set（br_ioctl_deviceless_stub）;
//接收数据包处理，就们面netif_receive_skb函数看br_handle_frame_hook
br_handle_frame_hook=br_handle_frame;
#ifdefined（CONFIG_ATM_LANE）||defined（CONFIG_ATM_LANE_MODULE）
br_fdb_get_hook=br_fdb_get;
br_fdb_put_hook=br_fdb_put;
#endif
//netdev_chain通知链表注册。
关于通知链表，面已经介绍过，这里不再讨论
register_netdevice_notifier（&br_device_notifier）;
return0;
}新建网桥：
从面分析以知道，户空间调ioctl（br_socket_fd,SIOCBRADDBR,brname）.进入br_ioctl_deviceless_stub,以看相关处理：
intbr_ioctl_deviceless_stub（unsignedintcmd,void__user*uarg）
{
switch（cmd）{
caseSIOCGIFBR:
caseSIOCSIFBR:
returnold_deviceless（uarg）;
//新建网桥
caseSIOCBRADDBR:
//除网桥
caseSIOCBRDELBR:
{
charbuf[IFNAMSIZ];
if（!
capable（CAP_NET_ADMIN））
return-EPERM;
//copy_from_user:
户空间数据拷入核空间
if（copy_from_user（buf,uarg,IFNAMSIZ））
return-EFAULT;
buf[IFNAMSIZ-1]=0;
if（cmd==SIOCBRADDBR）
returnbr_add_bridge（buf）;
returnbr_del_bridge（buf）;
}
}
return-EOPNOTSUPP;}
这里，们传入cmdSIOCBRADDBR.转入br_add_bridge（buf）进行：
intbr_add_bridge（constchar*name）
{
structnet_device*dev;
intret;
//虚拟桥新建个net_device
//面“网络设备管理”经讲述此结构
dev=new_bridge_dev（name）;
if（!
dev）
return-ENOMEM;
//sysfs建立相关信息
ret=br_sysfs_addbr（dev）;
dev_put（dev）;
if（ret）
unregister_netdev（dev）;
out:
returnret;
err2:
free_netdev（dev）;
err1:
rtnl_unlock（）;
gotoout;}
网桥注册跟们以看物理网络设备注册样。
们关心网桥应net_device结构什么样，继续跟踪进new_bridge_dev：
staticstructnet_device*new_bridge_dev（constchar*name）
{
structnet_bridge*br;
structnet_device*dev;
//分配net_device
dev=alloc_netdev（sizeof（structnet_bridge）,name,
br_dev_setup）;
if（!
dev）
returnNULL; 网桥私区结构net_bridge br=netdev_priv（dev）;
//私区结构dev字段指向本身
br->dev=dev;
br->lock=SPIN_LOCK_UNLOCKED;
//队列始化。
port_list保存这个桥端口列表
INIT_LIST_HEAD（&br->port_list）;
br->hash_lock=SPIN_LOCK_UNLOCKED;
//面这部份代码跟stp协议相关,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）;
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;
}这部份，桥设备私区空间进行始化。
这里，有必给桥net_device应私区结构：
structnet_bridge
{
//读锁
spinlock_t lock;
//端口列表
structlist_head port_list;
//网桥应虚拟设备
structnet_device *dev;
//网桥应虚拟网卡统计数据
structnet_device_stats statistics;
//hash表锁
spinlock_t hash_lock;
//MACPORT应表，即CAM
structhlist_head hash[BR_HASH_SIZE];
structlist_head age_list;
/*STP*/
u16 root_port;
rtnl_lock（）;
br->stp_enabled=0;
br_stp_timer_init（br）;
returndev;
//stp协议应数据
unsignedchar stp_enabled;
//由核确定接口名字，例如eth0eth1等
br->designated_root=br->bridge_id;
}
bridge_id designated_root;
unsignedchar topology_change;
if（strchr（dev->name,'%'））{
br->root_path_cost=0;
br_dev_setup还做些另函数指针始化：
bridge_id bridge_id;
ret=dev_alloc_name（dev,dev->name）;
br->root_port=0;
voidbr_dev_setup（structnet_device*dev）
u32 root_path_cost;
if（ret<0）
br->bridge_max_age=br->max_age=20*HZ;
{
unsignedlong max_age;
gotoerr1;
br->bridge_hello_time=br->hello_time=2*HZ;
//桥MAC地址设零
unsignedlong hello_time;
}
br->bridge_forward_delay=br->forward_delay=15*HZ;
memset（dev->dev_addr,0,ETH_ALEN）;
unsignedlong forward_delay;
//向核注册此网络设备
br->topology_change=0;
//以太网结构始化
unsignedlong bridge_max_age;
ret=register_netdevice（dev）;
br->topology_change_detected=0;
ether_setup（dev）;
unsignedlong ageing_time;
if（ret）
br->ageing_time=300*HZ;
//系列函数指针始化
unsignedlong bridge_hello_time;
gotoerr2;
INIT_LIST_HEAD（&br->age_list）;
dev->do_ioctl=br_dev_ioctl;
unsignedlong bridge_forward_delay;
dev_hold（dev）;
dev->get_stats=br_dev_get_stats;
rtnl_unlock（）; dev->hard_start_xmit=br_dev_xmit;
unsignedchar topology_change_detected;
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