Linux内核--网络栈实现分析（二）--数据包的传递过程--转

转载地址

作者：闫明

本文分析基于Linux Kernel 1.2.13

注：标题中的”（上）“，”（下）“表示分析过程基于数据包的传递方向：”（上）“表示分析是从底层向上分析、”（下）“表示分析是从上向下分析。

?上篇：

上一篇博文中我们从宏观上分析了Linux内核中网络栈的初始化过程，这里我们再从宏观上分析一下一个数据包在各网络层的传递的过程。

我们知道网络的OSI模型和TCP/IP模型层次结构如下：

上文中我们看到了网络栈的层次结构：

我们就从最底层开始追溯一个数据包的传递流程。

1、网络接口层

* 硬件监听物理介质，进行数据的接收，当接收的数据填满了缓冲区，硬件就会产生中断，中断产生后，系统会转向中断服务子程序。

* 在中断服务子程序中，数据会从硬件的缓冲区复制到内核的空间缓冲区，并包装成一个数据结构（sk_buff），然后调用对驱动层的接口函数netif_rx()将数据包发送给链路层。该函数的实现在net/inet/dev.c中，（在整个网络栈实现中dev.c文件的作用重大，它衔接了其下的驱动层和其上的网络层，可以称它为链路层模块的实现）

该函数的实现如下：

<div class="dp-highlighter bg_cpp">
<div class="bar">
<div class="tools">
[cpp]?<a class="ViewSource" title="view plain" href="http://blog.csdn.net/geekcome/article/details/7492423"&gt;view plain<a class="CopyToClipboard" title="copy" href="http://blog.csdn.net/geekcome/article/details/7492423"&gt;copy

1. ?
3. ?
5. ?
7. ??
9. {??
11. ??
13. ?
15. ?
17. ????skb->sk?=?NULL;??
18. free?=?1;??
19. ????(skb->stamp.tv_sec==0)??
20. stamp?=?xtime;??
21. ??
23. ?
25. ??
27. ????????dropping?=?0;??
28. ?300)??
29. ????????dropping?=?1;??
31. ?????(dropping)???
33. ????????kfree_skb(skb,?FREE_READ);??
35. ????}??
37. ?????
39. ??
41. ????IS_SKB(skb);??
43. ????skb_queue_tail(&backlog,skb);??
45. ????
47. ?
49. ??
51. ????mark_bh(NET_BH);??
53. }??

该函数中用到了bootom half技术，该技术的原理是将中断处理程序人为的分为两部分，上半部分是实时性要求较高的任务，后半部分可以稍后完成，这样就可以节省中断程序的处理时间。可整体的提高系统的性能。该技术将会在后续的博文中详细分析。

我们从上一篇分析中知道，在网络栈初始化的时候，已经将NET的下半部分执行函数定义成了net_bh(在socket.c文件中1375行左右)

<div class="dp-highlighter bg_cpp">
<div class="bar">
<div class="tools">
[cpp]?<a class="ViewSource" title="view plain" href="http://blog.csdn.net/geekcome/article/details/7492423"&gt;view plain<a class="CopyToClipboard" title="copy" href="http://blog.csdn.net/geekcome/article/details/7492423"&gt;copy

* 函数net_bh的实现在net/inet/dev.c中

<div class="dp-highlighter bg_cpp">
<div class="bar">
<div class="tools">
[cpp]?<a class="ViewSource" title="view plain" href="http://blog.csdn.net/geekcome/article/details/7492423"&gt;view plain<a class="CopyToClipboard" title="copy" href="http://blog.csdn.net/geekcome/article/details/7492423"&gt;copy

1. ?
3. ?
5. ?
7. ???
9. {??
11. ?????packet_type?*ptype;??
13. ????unsigned??type;??
15. ?????
17. ??
19. ?????(set_bit(1,?(*)&in_bh))??
21. ??
23. ?
25. ?
27. ??
29. ????
31. ?
33. ?
35. ??
37. ??????
39. ?
41. ???????
43. ????{??
45. ?
47. ????????backlog_size--;??
49. ????????sti();??
51. ????????????
53. ?
55. ?
57. ??
58. h.raw?=?skb->data?+?skb->dev->hard_header_len;??
59. ????????skb->len?-=?skb->dev->hard_header_len;??
61. ????????????
63. ?
65. ?
67. ?
69. ?
71. ??????????
72. dev->type_trans(skb,?skb->dev);??
73. ??
75. ?
77. ?
79. ?
81. ?
83. ?
85. ????????pt_prev?=?NULL;??
86. next)???
87. ????????{??
89. ?????????????((ptype->type?==?type?||?ptype->type?==?htons(ETH_P_ALL))?&&?(!ptype->dev?||?ptype->dev==skb->dev))??
91. ?????????????????
93. ?
95. ????????????????(pt_prev)??
97. ?????????????????????sk_buff?*skb2;??
99. ????????????????????skb2=skb_clone(skb,?GFP_ATOMIC);??
101. ?????????????????????
103. ?
105. ??
107. ????????????????????????pt_prev->func(skb2,?skb->dev,?pt_prev);??
109. ??????????????????????????????????????????????
111. ??????????????????
113. ????????????}??
115. ??????????
117. ?
119. ??
121. ????????????pt_prev->func(skb,?pt_prev);??
123. ?
125. ???????
127. ????????????kfree_skb(skb,?FREE_WRITE);??
129. ?????????
131. ?
133. ??
135. ????????dev_transmit();??
137. ????}?????
139. ?????
141. ??
143. ????in_bh?=?0;??
145. ??????
147. ?
149. ???????
151. }??

2、网络层* 就以IP数据包为例来说明，那么从链路层向网络层传递时将调用ip_rcv函数。该函数完成本层的处理后会根据IP首部中使用的传输层协议来调用相应协议的处理函数。

UDP对应udp_rcv、TCP对应tcp_rcv、ICMP对应icmp_rcv、IGMP对应igmp_rcv（虽然这里的ICMP,IGMP一般成为网络层协议，但是实际上他们都封装在IP协议里面，作为传输层对待）

这个函数比较复杂，后续会详细分析。这里粘贴一下，让我们对整体了解更清楚

（编辑：上海站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!