一、看一张桥转发时函数调用的一个基本蓝图。
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这张图中,简单的展示了,数据的接收和发送,其中还包括netfilet的钩子点所处的位置。
需要说明的是:
1).我们先暂时忽略数据包从一开始是怎么从驱动进入到netif_receive_skb的,因为这个暂时不影响我们理解这幅图的流程。
2).由于桥转发的篇幅较大,图中没有标示出,数据包中途被丢弃的情况。约定数据包会发送成功。
现在数据包(skb)已经准备好了装备要闯关了
1.首先skb从驱动经过繁杂的路线走到了netif_receive_skb这个函数中经过一些小波折到达__netif_receive_skb_core中时遇到了第一个十字路口是看了看自己有没有skb->dev->rx_handler(注1)这个装备,如果有,则进入br_handle_frame(注2).如果没有则直接上协议栈。
注1:桥下的设备注册过rx_handler函数,所以数据包会进入桥,br_pass_frame_up函数将原先的设备换成了桥设备, 而桥设备没有注册过rx_handler函数,所以数据包不会二次进入桥。
注2:br_handle_frame我们在前几节提到过,是skb进入桥的入口函数,在br_add_if的时候会注册该函数。
2.skb注定要经历一番劫难,刚进入br_handle_frame又将陷入两难境地,此时有两个入口,这两个是netfilter设下的连个hook点,分别是,NF_BR_PRE_ROUTING,和NF_BR_LOCAL_IN,两种路径,如果数据包只想去本地,则会选择NF_BR_LOCAL_IN入口,然后发往本地,如果暂时还确定不了,则先进入NF_BR_PRE_ROUTING入口.
3.进入NF_BR_PRE_ROUTING入口后,会遇到br_handle_frame_finish函数,这个函数决定了skb的何去何从
(1)如果是转发,则在经过NF_BR_FORWARD钩子点进入转发阶段的障碍,最后在进入NF_BR_POST_ROUTING,以及最终的dev_queue_xmit,实现最终转发。
(2)如果发往本地则重新进入NF_BR_LOCAL_IN最后在进入netif_receive_skb,进行转发。
skb在经过目前口述的磨练最终得以释放。
4.如果是如果是本地发出的数据包,经过NF_BR_LOCAL_OUT钩子点然后进入最后阶段的NF_BR_POST_ROUTING,进行相应的转发。
二、我们看看数据包如何在桥中进行转发的一些动作。
首先,上节的大蓝图中,标识除了,数据包是如何进入桥的,有一个很重要的函数br_handle_frame这个函数的初始注册地点是在桥添加接口的时候,注册在桥某一个接口上
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int br_add_if(struct net_bridge *br, struct net_device *dev)
-
{
-
........
-
/*注册设备接收帧函数*/
-
err = netdev_rx_handler_register(dev, br_handle_frame, p);
-
........
-
}
其次,那么__netif_receive_skb_core是怎样让数据包进入桥的呢?我们看看上面提到的netdev_rx_handler_register函数,具体做了什么
-
int netdev_rx_handler_register(struct net_device *dev,
-
rx_handler_func_t *rx_handler,
-
void *rx_handler_data)
-
{
-
ASSERT_RTNL();
-
-
if (dev->rx_handler)
-
return -EBUSY;
-
/* Note: rx_handler_data must be set before rx_handler */
-
/*将dev->rx_handler_data,指向rx_handler_data(上面的p是桥端口信息)*/
-
rcu_assign_pointer(dev->rx_handler_data, rx_handler_data);
-
/*将dev->rx_handle指针指向rx_handler*/
-
rcu_assign_pointer(dev->rx_handler, rx_handler);
-
-
return 0;
-
}
看完这个函数,我们就明白了为什么在__netif_receive_skb_core中可以用skb->dev->rx_handle将数据包传入br_handle_frame函数,也就是将数据包传入了桥。
值得注意的是:上面的dev是桥下的设备,不是桥设备,桥设备(比如br0)是没有注册rx_handle这个函数的
好,了解到,桥的注册函数和如何接收数据包后,然后一起来看看br_handle_frame是如何操作的
-
/*
-
* Return NULL if skb is handled
-
* note: already called with rcu_read_lock
-
*/
-
rx_handler_result_t br_handle_frame(struct sk_buff **pskb)
-
{
-
struct net_bridge_port *p;
-
struct sk_buff *skb = *pskb;
-
const unsigned char *dest = eth_hdr(skb)->h_dest;
-
br_should_route_hook_t *rhook;
-
-
if (unlikely(skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK))
-
return RX_HANDLER_PASS;
-
/*判断是否是有效的mac地址,即不是多播地址也不是全00地址*/
-
if (!is_valid_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_source))
-
goto drop;
-
/*判断是否是共享数据包,若果是则clone该数据包*/
-
skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC);
-
if (!skb)
-
return RX_HANDLER_CONSUMED;
-
/*获取数据包网桥端口的一些信息*/
-
p = br_port_get_rcu(skb->dev);
-
/*BPDU是网桥之间交流的报文,目标mac是 01:80:C2:00:00:00*/
-
if (unlikely(is_link_local_ether_addr(dest))) {
-
u16 fwd_mask = p->br->group_fwd_mask_required;
-
-
/*
-
* See IEEE 802.1D Table 7-10 Reserved addresses
-
*
-
* Assignment Value
-
* Bridge Group Address 01-80-C2-00-00-00
-
* (MAC Control) 802.3 01-80-C2-00-00-01
-
* (Link Aggregation) 802.3 01-80-C2-00-00-02
-
* 802.1X PAE address 01-80-C2-00-00-03
-
*
-
* 802.1AB LLDP 01-80-C2-00-00-0E
-
*
-
* Others reserved for future standardization
-
*/
-
switch (dest[5]) {
-
case 0x00: /* Bridge Group Address */
-
/* If STP is turned off,
-
then must forward to keep loop detection */
-
if (p->br->stp_enabled == BR_NO_STP ||
-
fwd_mask & (1u << dest[5]))
-
goto forward;
-
*pskb = skb;
-
__br_handle_local_finish(skb);
-
return RX_HANDLER_PASS;
-
-
case 0x01: /* IEEE MAC (Pause) */
-
goto drop;
-
-
case 0x0E: /* 802.1AB LLDP */
-
fwd_mask |= p->br->group_fwd_mask;
-
if (fwd_mask & (1u << dest[5]))
-
goto forward;
-
*pskb = skb;
-
__br_handle_local_finish(skb);
-
return RX_HANDLER_PASS;
-
-
default:
-
/* Allow selective forwarding for most other protocols */
-
fwd_mask |= p->br->group_fwd_mask;
-
if (fwd_mask & (1u << dest[5]))
-
goto forward;
-
}
-
-
/* Deliver packet to local host only */
-
NF_HOOK(NFPROTO_BRIDGE, NF_BR_LOCAL_IN, dev_net(skb->dev),
-
NULL, skb, skb->dev, NULL, br_handle_local_finish);
-
return RX_HANDLER_CONSUMED;
-
}
-
-
forward:
-
switch (p->state) {
-
case BR_STATE_FORWARDING:
-
/*ebtables获取路由的hook点*/
-
rhook = rcu_dereference(br_should_route_hook);
-
if (rhook) {/*如果是转发状态,则转发数据包,然后返回*/
-
if ((*rhook)(skb)) {
-
*pskb = skb;
-
return RX_HANDLER_PASS;
-
}
-
dest = eth_hdr(skb)->h_dest;
-
}
-
/* fall through */
-
case BR_STATE_LEARNING:
-
/*目的地址是否是设备链路层地址 */
-
if (ether_addr_equal(p->br->dev->dev_addr, dest))
-
skb->pkt_type = PACKET_HOST;
-
/*将数据包送入数据帧处理函数br_handle_frame_finish*/
-
NF_HOOK(NFPROTO_BRIDGE, NF_BR_PRE_ROUTING,
-
dev_net(skb->dev), NULL, skb, skb->dev, NULL,
-
br_handle_frame_finish);
-
break;
-
default:
-
drop:
-
kfree_skb(skb);
-
}
-
return RX_HANDLER_CONSUMED;
-
}
在br_handle_frame主要做一件事,就是将数据包放进那个钩子点。
说明:br_handle_frame函数中有两个hook函数,br_handle_local_finish和br_handle_frame_finish这两个函数只有在netfilter因其他原因没有丢弃或者消化该帧时才会被调用,ebtables也能查看帧。ebtables是一个架构,能提供一些netfilter所没有的提供的额外功能,尤其是,ebtables可以过滤和修改任何类型的帧,而非仅限于那些携带ip封包的帧。