Linux內核協議棧IP報文的上送轉發及下發

這裏主要分析在網絡功能簡單配置，且報文正常的情況下，報文的處理過程。

網卡接收到IP報文，經過一些執行路徑後，最終進入ip_rcv做處理。 

ip_rcv在網絡功能簡單配置，且報文正常的情況下，就是簡單的通過ip_rcv_finish完成後續的全部處理工作。

ip_rcv_finish通過查找路由，爲此報文找到一個dst_entry，然後即由skb_dst(skb)->input(skb);完成後續全部工作。

dst_entry來自查找到的路由表目。既然後續的處理，都由此dst_entry完成。那麼dst_entry會將報文帶到什麼處理流程上去呢？

只有找到dst_entry初始化的代碼，才能看出線索了。

先來看看普通的路由轉發對應的dst_entry是怎麼初始化的，代碼在net/ipv4/route.c中的__mkroute_input中。

(生成路由條目的完整的函數調用鏈是ip_route_input_common-)ip_route_input_slow-)ip_mkroute_input-)__mkroute_input)，

這裏貼出__mkroute_input中的一部分代碼。

	rth = rt_dst_alloc(IN_DEV_CONF_GET(in_dev, NOPOLICY),
			   IN_DEV_CONF_GET(out_dev, NOXFRM));

	rth->rt_key_dst	= daddr;
	rth->rt_dst	= daddr;
	rth->rt_tos	= tos;
	rth->rt_mark    = skb->mark;
	rth->rt_key_src	= saddr;
	rth->rt_src	= saddr;
	rth->rt_gateway	= daddr;
	rth->rt_route_iif = in_dev->dev->ifindex;
	rth->rt_iif 	= in_dev->dev->ifindex;
	rth->dst.dev	= (out_dev)->dev;
	dev_hold(rth->dst.dev);
	rth->rt_oif 	= 0;
	rth->rt_spec_dst= spec_dst;

	rth->dst.input = ip_forward;
	rth->dst.output = ip_output;

可見對應的input是ip_forward。

另外，如果報文的目的ip是本機地址，則查路由的過程中，ip_route_input_slow內部會將dst.input修改爲ip_local_deliver。

ip_local_deliver的功能是將報文傳遞給上層協議，如udp、tcp等。

我們這裏看轉發的這一支。

假設內核沒有配置XFRM安全框架，那麼ip_forward就是調用ip_forward_finish完成報文轉發。

後續代碼，就是調用skb_dst(skb)->output(skb)完成轉發。

再結合前面貼的__mkroute_input中的代碼，得知skb_dst(skb)->output就是ip_output。

接下來，直接給出後續的調用鏈算了：

ip_finish_output

ip_finish_output2

dst->neighbour->output

dst->neighbour->output會是什麼函數呢。這又涉及到dst->neighbour的初始化。

他是通過如下調用鏈初始化的。

ip_mkroute_input-)rt_intern_hash-)arp_bind_neighbour

neighbour->output又是怎麼初始化的呢，具體參考 arp_constructor函數。

通過參考net/ethernet/eth.c中的如下代碼，可以知道neigh->ops = &arp_hh_ops;

const struct header_ops eth_header_ops ____cacheline_aligned = {
	.create		= eth_header,
	.parse		= eth_header_parse,
	.rebuild	= eth_rebuild_header,
	.cache		= eth_header_cache,
	.cache_update	= eth_header_cache_update,
};

/**
 * ether_setup - setup Ethernet network device
 * @dev: network device
 * Fill in the fields of the device structure with Ethernet-generic values.
 */
void ether_setup(struct net_device *dev)
{
	dev->header_ops		= ð_header_ops;
	dev->type		= ARPHRD_ETHER;
	dev->hard_header_len 	= ETH_HLEN;
	dev->mtu		= ETH_DATA_LEN;
	dev->addr_len		= ETH_ALEN;
	dev->tx_queue_len	= 1000;	/* Ethernet wants good queues */
	dev->flags		= IFF_BROADCAST|IFF_MULTICAST;

	memset(dev->broadcast, 0xFF, ETH_ALEN);

}

好了，接下來的函數，就是

neigh_resolve_output

dev_queue_xmit

__dev_xmit_skb

最後，再來看看本機產生的ip報文的外發。

應用程序的數據，通過系統調用送到socket之後，如何發送出去的呢？
這裏從tcp_transmit_skb看起，此函數調用如下的函數進行發送。
icsk->icsk_af_ops->queue_xmit
icsk_af_ops = &ipv4_specific，因此，icsk->icsk_af_ops->queue_xmit就是ip_queue_xmit。
ip_queue_xmit查個路由，爲此報文找到一個dst_entry，然後通過skb_dst(skb)->output(skb)將報文發送出去。
從__mkroute_input得知，dst.output = ip_output。
因此，接下來的調用鏈爲
 ip_output
ip_finish_output
ip_finish_output2

接下來的事，就和轉發基本一樣了，都是neighbour層的事了。