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分析数据在协议栈底层的流程

作者 佚名技术 来源 网络技术 浏览 发布时间 2012-07-02

分析数据在协议栈底层的流程:当网卡收到数据后,产生硬件中断,由中断处理程序(一般为网卡驱动程序所注册)从网卡内读取数据,并封装称sk_buff{}结构,然后把这些数据传递给函数netif_rx()进行进一步的处理。

函数netif_rx()根据当前接收队列的拥挤情况,选择丢弃还是接收,如果是接收,则将接收到的sk_buff{}挂到接收队列softnet_data[CPU]->input_pkt_queue上,并调用函数__cpu_raise_softirq()激活软中断NET_RX_SOFTIRQ,相应的处理函数是net_rx_action()。

在函数net_rx_action()中根据数据包的协议类型,调用相应的处理函数。对于IP包,处理函数是ip_rcv()。

函数ip_rcv()对IP包进行了一系列必要的检查(包括检查校验和),最终调用函数ip_rcv_finish()对数据包进行向上传输。

函数ip_rcv_finish()首先调用函数ip_route_input()获取路由,检测该包是发给本机的还是要进行转发的,如果要进行转发,则调用调用函数ip_forward()进行转发,否则调用函数ip_local_deliver()进一步向上传递数据包。

函数ip_local_deliver()首先进行了防火墙的过滤工作,最终调用函数ip_local_deliver_finish()向上传递数据。

在函数ip_local_deliver_finish()中,会检查是否有匹配协议(如根据IP头判断我们的数据包是TCP包,则要判断是否有接收TCP包的原始套接口。当然,如果有接收所有IP包的原始套接口存在也是可以的)的原始套接口。如果有,则调用函数raw_v4_input()进行处理。

在函数raw_v4_input()中,要进一步进行匹配,这次匹配的依据有四个,依次是:协议、源地址、目的地址和接收接口。分别对每一个匹配成功的原始套接口调用函数raw_rcv()传递一个克隆的以sk_buff{}为结构的数据包。

接下来的几个函数都很简单,调用顺序依次是raw_rcv()、raw_rcv_skb()和sock_queue_rcv_skb()。这几个函数基本上都是简单的依次调用关系。最后调用函数sock_queue_rcv_skb(),该函数经过skb_queue_tail()函数将数据包sk_buff{}放入了接收队列sk->receive_queue的末尾。

原始套接口的协议栈实现――原始套接口的绑定

这里我们简略分析,对原始套接口绑定调用的是函数sk->prot->bind,在原始套接口的创建中我们给出了套接口的sk->prot即structproto结构变量raw_prot,从中可以看出和sk->prot->bind指针实质指向函数raw_bind()。

在这个函数中首先判断套接口状态,如果是TCP_CLOSE的话,就退出。然后有对参数进行了一些常规检查。同时,如果发现要绑定的地址是广播或多播的话,也会退出。如果通过了这些检查,就进行一些赋值操作,将用户要绑定的地址赋值到sk->rcv_saddr和sk->saddr中,即:

sk->rcv_saddr=sk->saddr=addr->sin_addr.s_addr

然后会正常退出。

注意,这里没有对端口做任何操作,即使用户指定了要绑定的端口,内核也不予理睬。

原始套接口的协议栈实现――原始套接口的连接

从原始套接口的创建一节中给出的structproto结构可以看出,原始套接口的连接其实调用的是函数udp_connect(),好兴奋,终于见到了不那么"原始"的东西了。

在这个函数中,首先对用户的参数进行了一些检查。当然,它也检查了用户指定的网域是否是"AF_INET",如果不是,会返回一个EAFNOSUPPORT错误。

然后,该函数调用了函数ip_route_connect()来获取一个到目的地址的路由,如果失败,也会返回错误。

接下来的工作看起来就有点令人难以理解。

它检查了套接口是否指定了源地址,如果没有指定,则将寻找到的路由的源地址赋值给这个套接口的源地址,即:

if(!sk->saddr)

sk->saddr=rt->rt_src;/*Updatesourceaddress*/

if(!sk->rcv_saddr)

sk->

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