TCP/IP协议栈之三---------网络层

来源：互联网发布：单级放大电路实验数据编辑：程序博客网时间：2024/05/11 18:02

3.1IP发送

网络层中主要的发送函数有以下三个：ip_push_pending_frames，ip_queue_xmit，raw_send_hdrinc (ip_output.c/ipv4)

ip_push_pending_frames★

将所有pending状态的IP分组组合成一个IP分组，并发送

ip_local_out

ip_queue_xmit (sk_buff *skb)★

ip_route_output_flow(找路由)

ip_local_out

raw_send_hdrinc★

NF_HOOK(dst_output)

ip_local_out★ (只找得到NF_IP_LOCAL_OUT)

__ip_local_out

nf_hook(dst_output)

dst_output (dst.h)

路由选择

ip_route_output_flow (rtable* , flowi *, sock *,)★ (route.c/ipv4) （P138）

__ip_route_output_key

ip_route_output_slow

flowi结构的介绍在P137

路由选择

ip_route_output_slow★ (route.c/ipv4)

fib_lookup

ip_mkroute_output （创建对应路由cache表项，将fib查找的结果放入路由cache中，P147）

__mkroute_output

rt_hash

rt_intern_hash

arp_bind_neighbour （dst）（绑定对应邻居表项 P151，赋值dst->neighbour，当然，如果已经存在，则不需要创建）

__neigh_lookup_errno

neigh_lookup

neigh_create

发送

dst_output★ （dst.h）

dst->output= ip_output (struct sk_buff *) (dst是skb->dst,路由选择完后，就会填写该项)（P158）

NF_HOOK_COND(ip_finish_output)

ip_finish_output2 （P180）

1.(若skb->dst->hh不等于NULL)neigh_hh_output

hh->hh_output = dev_queue_xmit★

2.（hh等于NULL）dst->neighbour->output=neigh_resolve_output

neigh->ops->queue_xmit =dev_queue_xmit★

（dev.c/core—链路层）

发送报文的主函数。dev_queue_xmit能够通过两个路径，导致驱动发送函数hard_start_xmit的执行：

* 与流量控制的接口（QoS层）：这是通过qdisc_run函数完成的。

* 直接调用hard_start_xmit：当设备不使用流量控制机制时。

neigh_resolve_output 是很重要的函数，见linux内核协议源码分析P161.该函数主要干了以下几件事:

1. 子函数neigh_event_send把报文挂在arp报文队列中，必须要注意的是，要发送的 arp 报文并不是这个，而是 arp模块从此报文中抽取相关信息，然后据此再创建一个 arp报文。

2. neigh_hh_init函数初始化hh，并把其赋值给dst->hh

3. 给报文填上2层报文头，并调用neigh->ops->queue_xmit(skb)把报文发送到链路层

该函数还干的一个重要的事情在P172页，将状态置为 NUD_INCOMPLETE，表示正在解析中，

并把待解析的 socket 缓冲 skb 放入 arp_queue 队列中（其实这个就是上面的neigh_event_send）。然后启动邻居的定时器开始 ARP解析（定时器的启动在P163页: 当 neighnud_state 被设置为 NUD_INCOMPLETE 后，该 neigh 的定时器函数将要采取一些操作了，这个timer 是在 neigh_alloc 中制定的）。继而在定时器中调用函数neigh->ops->solicit（P172页），然后发送arp_send,接收到对端的回应后，调用neigh_update更新邻居系统

注：针对IPV4协议，这里的skb->dst->output指针指向的函数可能是ip_output（单播报文）或者是ip_mc_output（组播报文）。

注2：如果是IPV6协议，那指针指向的就是ip6_output。

注3：IPV6协议skb->dst->output只会指向ip6_output，ip6_mc_output被包裹在ip6_output中。

3.2IP接受

接收IPv4包，由netif_rx间接调用

ip_rcv(skb,dev)★ （ip_input.c/ipv4）

NF_HOOK

ip_rcv_finish (skb)

ip_route_input(skb,addr,addr,dev)该函数决定如何处理普通报文（是送往本地、还是转发、丢弃等

(在该函数里面会进行路由选路，即给skb->dst赋值

)

dst_input (skb)

dst->input(skb)(可能是ip_local_deliver或ip_forward)

if(是发给本地的包)

dst->input是ip_local_deliver (skb)

NF_HOOK

ip_local_deliver_finish (skb)

ipprot->handler(可能是tcp_v4_rcv,udp_rcv,icmp_rcv,igmp_rcv) （socket解复用-书籍P54）

else

dst->input是ip_forward

重要:skb->dst的初始化不是在ip_rcv_finish的开端(ip_route_input的开头)，就是在ip_options_rcv_srr的尾端。skb->dst->input会设成ip_local_deliver或ip_forward，这取决于包的目的地址。

更新路由

ip_route_input (skb,addr,addr,dev)★

1.在缓存中查找，找到了则skb->dst =(struct dst_entry*)rth;

2.ip_route_input_mc(多播)

rt_hash

rt_intern_hash

3.ip_route_input_slow(其它，查找路由表—详情见IP发送)

ip_mkroute_input

__mkroute_input

rt_hash

rt_intern_hash

每收到一个IP报文都会调用此函数更新路由表。ip_route_input函数的上半部分是在hash table寻找路由项，如果找到就返回。找不到才会调用后面的ip_route_input_mc或ip_route_input_slow来更新路由表。

ip_forward(skb)★

1.从skb->dst拿到下一跳地址

2.ip_call_ra_chain

raw_rcv★

3.ip_forward_finish

dst_output

0 0