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Linux 核心--11.網(wǎng)絡(luò)( 七 )

云知道



10.5.2接收IP包
第dd-chapter　章描述了Linux的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是如何置入內(nèi)核并初始化的 。一系列　device　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在　dev_base　表中相互連接起來(lái) 。每個(gè)　device　結(jié)構(gòu)描述了它的設(shè)備并提供回調(diào)例程，當(dāng)需要網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)來(lái)執(zhí)行工作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層調(diào)用這些例程 。這些函數(shù)與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址緊密相關(guān) 。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從網(wǎng)上接收包時(shí)，它必須將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成　sk_buff　結(jié)構(gòu) 。這些　sk_buff　則被網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)加入到了　backlog　隊(duì)列中 。

如果　backlog　隊(duì)列太長(zhǎng)，則丟棄接收的　sk_buff 。準(zhǔn)備好要運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)絡(luò)底層將被設(shè)置標(biāo)志 。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)底層按計(jì)劃開(kāi)始運(yùn)行后，處理　backlog　隊(duì)列之前，任何等待著被傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)包都由它來(lái)處理 。sk_buff　決定哪些層處理被接收的包 。

Linux網(wǎng)絡(luò)層初始化時(shí)，每一協(xié)議通過(guò)將　packet_type　結(jié)構(gòu)加入到　ptype_all列表或ptype_base　hash表中來(lái)　注冊(cè)它自己 。packet_type　結(jié)構(gòu)包含了協(xié)議類型，一個(gè)指向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的指針，一個(gè)指向協(xié)議的接收數(shù)據(jù)處理例程的指針，最后還包括一個(gè)指向列表鏈或hash鏈中下一個(gè)　packet_type　結(jié)構(gòu)的指針 。ptype_all　鏈用于監(jiān)聽(tīng)從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上接收的所有包，通常不使用它 。ptype_base　hash表是被協(xié)議標(biāo)識(shí)符弄亂的，用于決定哪個(gè)協(xié)議將接收傳入的網(wǎng)絡(luò)包 。網(wǎng)絡(luò)底層通過(guò)兩個(gè)表中的一個(gè)或多個(gè)　packet_type　項(xiàng)來(lái)匹配傳入　sk_buff　的協(xié)議類型 。協(xié)議可以和多于一個(gè)的項(xiàng)相匹配，如在監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)上所有的傳輸時(shí)要復(fù)制多個(gè)　sk_buff。sk_buff　將通過(guò)被匹配協(xié)議處理例程 。

10.5.3發(fā)送IP包
應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)時(shí)要傳輸包，否則由網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在建立連接或支持一個(gè)已建立的連接時(shí)來(lái)生成 。無(wú)論數(shù)據(jù)　是由哪種方法生成的，都要建立一個(gè)　sk_buff　來(lái)包含數(shù)據(jù)，當(dāng)通過(guò)協(xié)議層時(shí)，這些協(xié)議層會(huì)加上各種頭 。

sk_buff　需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸 。首先協(xié)議，如IP，需要確定是哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在用 。這有賴于包的最佳路　由 。對(duì)于通過(guò)modem連入一個(gè)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，如通過(guò)PPP協(xié)議，的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，路由的選擇是很簡(jiǎn)單的 。包應(yīng)該通過(guò)　本地環(huán)路設(shè)備發(fā)送給本地主機(jī)，或發(fā)送給PPP　modem連接的網(wǎng)關(guān) 。對(duì)于連在以在網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，連接在網(wǎng)　絡(luò)上的計(jì)算機(jī)越多，路由越復(fù)雜 。

對(duì)于每一個(gè)被傳輸?shù)腎P包，IP用路由表來(lái)為目的IP地址解析路由 。從路由表中成功地找到目的IP時(shí)將返回一個(gè)描述了要使用的路由的　rtable　結(jié)構(gòu) 。這包括要用到的源IP地址，網(wǎng)絡(luò)　device　結(jié)構(gòu)的地址，有時(shí)還有預(yù)建立的硬件頭 。這些硬件頭是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備特定的，包含了源和目的的物理地址和其它的特定媒體信息 。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是一個(gè)以太網(wǎng)設(shè)備，硬件頭則應(yīng)如圖10.1　所示，并且源和目的地址應(yīng)是物理的以太網(wǎng)地址 。硬件頭在路由的時(shí)候會(huì)緩存起來(lái)，因?yàn)楸仨殞⑺拥矫恳粋€(gè)要傳輸?shù)腎P包中 。硬件頭包含的物理地址要用ARP協(xié)議來(lái)解析 。傳出的包在地址被解析后才會(huì)發(fā)出 。解析了地址后，硬件頭被緩存起來(lái)以便以后的IP包在使用這一接口時(shí)不需要再使用ARP 。

10.5.4數(shù)據(jù)分塊

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個(gè)包大小的最大值，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包不能比這一值大 。IP協(xié)議允許將數(shù)據(jù)分成更小單元以便網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能處理 。IP協(xié)議頭有分塊字段，它里面包含了一個(gè)標(biāo)志和分割偏移量 。

當(dāng)IP包準(zhǔn)備要傳輸時(shí)，IP找到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)將IP包發(fā)送出去 。這個(gè)設(shè)備是從IP路由表中找到的 。每一　device　結(jié)構(gòu)中有一項(xiàng)　mtu，用來(lái)描述最大傳輸單元（以字節(jié)為單位） 。如果設(shè)備的　mtu　比要傳輸?shù)腎P包的包大小要小，則IP包必須被分割成更小的單元 。每一單元用一個(gè)　sk_buff　結(jié)構(gòu)來(lái)表征；它的IP頭會(huì)被做上標(biāo)記以標(biāo)識(shí)它是一個(gè)分塊了的包，其中還包含分割偏移量 。最后一個(gè)包被標(biāo)識(shí)為最后IP單元 。如果在分塊過(guò)程中，IP不能分配　sk_buff，則傳輸失敗 。

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