linux内核网络协议栈

未完，待续...

1 Raw_Socket原始套接字

2 ARP的C代码实现

3 AF_PACKET发送以太网帧

4 ARP发送

5 send arp

[socket创建]

 socket(int family, int type, int protocol);

1    family:AF_INET，AF_PACKET; 

    协议族：创建socket时使用.

    每个协议族都通过packet_init/inet_init->sock_register函数将(packet_familiy_ops/inet_familiy_ops)

    注册给net_families[];

    socket->__sock_create创建时，通过pf->create找到对应的inet_familiy_ops->inet_create或packet_create等.

   

 2   type=SOCK_STREAM;SOCK_DGRAM;SOCK_RAW;SOCK_PACKET;

   socket类型：创建socket时使用；

    如：inet_create中通过sock->type(__sock_create中将sock->type=type),遍历inetsw链表；

           通过inetsw链表找到inetsw_array[sock_type],所以也相当于遍历了inetsw_array[];

  查找inetsw_array[sock_type]是通过遍历inetsw_array[],然后比较每个inetsw_array[].protocol与socket调用传人的protocol是否相同.

            inet_init时注册：inet_register_protosw(inetsw_array[]);此时inetsw_array[]和inetsw关联；

            inet_create中根据inetsw_array[type]初始化sock->ops=inetsw_array[type].ops;

struct inet_protosw inetsw_array[]=

{

            {

.type=SOCK_STREAM,

.protocol=IPPROTO_TCP，

.proto = &tcp_prot,

.ops = inet_stream_ops,

             },

}

struct proto_ops inet_stream_ops = {

.recvmsg=inet_recvmsg, //调用sk->sk_prot->recvmsg=tcp_recvmsg

}

inet_recvmsg->tcp_recvmsg

struct proto tcp_prot={

.recvmsg=tcp_recvmsg,

}

recvmsg->__sock_recvmsg->(sock->ops->recvmsg())此时的sock->ops是在inet_create中初始化的inetsw_array[type].ops.

3 packet:IPPROTO_IP/IPPROTO_TCP等；

   

     socket->__sock_create->inet_create时根据inetsw找到对应inetsw_array[]

2 socket->sock_create->__sock_create

[收包]

网络包接收分两大部分：

第一：mac驱动层收包，软中断将包放在sock的接收队列中：sock->sk_receive_queue;然后tcp_v4_do_rcv唤醒用户进程收包。

用户进程在tcp_recvmsg->sk_wait_data中等待;

第二：用户进程通过recv->tcp_rcvmsg收包，然后等待sk_receive_queue队列上有skb到达;

1 驱动->协议栈:netif_receive_skb();

驱动层收包会：skb->protocol=eth_type_trans()处理，得到上层协议类型，如：ETH_P_IP/ETH_P_8021Q；

skb->protocol会影响网络层的处理方式(ip_rcv/arp_rcv);

2 协议栈逐层传递：

 __netif_recive_skb_core->deliver_skb()

 遍历ptype_all;参考skb->protocol调用packet_type->func();不同的协议族对应的packet如ip_packet_type，有各自不同的sock,

 每个sock都有sock->sk_receive_queue接受队列;

ptype_all通过dev_add_pack注册，

ip_rcv、arp_rcv的选取和skb->protocol有关,ETH_P_IP对应ip_rcv;ETH_P_8021Q对应arp_rcv();

如ip_rcv注册：inet_init->dev_add_pack(&ip_packet_type);//ip_packet_type>func=ip_rcv;

arp_rcv注册：arp_init->dev_add_pack(&arp_packet_type);

packet_rcv注册:packet_bind/packet_create->register_prot_hook;

packet_rcv中将skb挂载到接收队列（sock->sk_receive_queue每个socket对应一个接收队列）

sock=packet_type->af_packet_priv上，并唤醒用户接收数据包;

3 ip层传递：ip_rcv->ip_rcv_finish->dst_input=ip_local_deliver->inet_protos[protocol]->handler();

inet_protos[]在inet_init中通过inet_add_protocol(&tcp_protocol)注册.

ip层继续向上传递到四层协议处理;

arp传递：arp_rcv 直接处理arp协议，不向上层传递;

packet_rcv:直接在packet_rcv中唤醒用户接收，不向上传递，sk->sk_data_ready=sock_def_readable;

AF_PACKET接收报文，未去mac协议头；

4 tcp层传递：

三层向四层传递过程调用了：inet_protos[protocol]->handler();

而inet_protos[]是在inet_init中通过inet_add_protocol(&tcp_protocol)注册.如：udp_protocol/icmp_protocol等.

tcp层收包:tcp_v4_rcv->tcp_v4_do_rcv->tcp_rcv_established->tcp_queue_rcv->__skb_queue_tail(&sk->sk_receive_queue,skb);

static struct tcp_protocol tcp_protocol={

.handler = tcp_v4_rcv,

}

static net_protocol udp_protocol = {

.handler = udp_rcv,

}