Linux中网桥源码框架的初步分析

共有 2 条评论

1. Emperor 于 2006-11-29 09:58:19发表:

   基本框架就是这样了，与那些讲网桥原理的书上讲的基本差不多……
   
   网桥之所以是网桥，主要靠这两个函数：
   
   

   引用:

   br_fdb_insert
   br_fdb_get

   
   
   一个学习，一个查表；另外，支持STP，处理BPDU，需要用到函数br_stp_handle_bpdu.哪位有这三个函数的细节分析，可否送九贱一份，免得下午那么辛苦再去啃代码……
   
   扫了一下 br_fdb_insert，结构还是很清析，如果当前项已存在于hash表项中，则更新它（__fdb_possibly_replace），如果是新项，则插入，实际是一个双向链表的维护过程（__hash_link）：
   
   

   引用:

   void br_fdb_insert(struct net_bridge *br,
   struct net_bridge_port *source,
   unsigned char *addr,
   int is_local)
   {
   struct net_bridge_fdb_entry *fdb;
   int hash;
   
   hash = br_mac_hash(addr);
   
   write_lock_bh(&br->hash_lock);
   fdb = br->hash[hash];
   while (fdb != NULL) {
   if (!fdb->is_local &&
   !memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) {
   __fdb_possibly_replace(fdb, source, is_local);
   write_unlock_bh(&br->hash_lock);
   return;
   }
   
   fdb = fdb->next_hash;
   }
   
   fdb = kmalloc(sizeof(*fdb), GFP_ATOMIC);
   if (fdb == NULL) {
   write_unlock_bh(&br->hash_lock);
   return;
   }
   
   memcpy(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN);
   atomic_set(&fdb->use_count, 1);
   fdb->dst = source;
   fdb->is_local = is_local;
   fdb->is_static = is_local;
   fdb->ageing_timer = jiffies;
   
   __hash_link(br, fdb, hash);
   
   write_unlock_bh(&br->hash_lock);
   }

   
   
   同样，查表也是一个遍历链表，进行地址匹配的过程：
   
   

   引用:

   struct net_bridge_fdb_entry *br_fdb_get(struct net_bridge *br, unsigned char *addr)
   {
   struct net_bridge_fdb_entry *fdb;
   
   read_lock_bh(&br->hash_lock);
   fdb = br->hash[br_mac_hash(addr)];
   while (fdb != NULL) {
   if (!memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) {
   if (!has_expired(br, fdb)) {
   atomic_inc(&fdb->use_count);
   read_unlock_bh(&br->hash_lock);
   return fdb;
   }
   
   read_unlock_bh(&br->hash_lock);
   return NULL;
   }
   
   fdb = fdb->next_hash;
   }
   
   read_unlock_bh(&br->hash_lock);
   return NULL;
   }

2. Emperor 于 2006-11-29 09:57:32发表:

   众所周之，网桥之所以是网桥，比HUB更智能，是因为它有一个MAC-PORT的表，这样转发数据就不用广播，而查表定端口就可以了
   
   每次收到一个包，网桥都会学习其来源MAC，添加进这个表。Linux中这个表叫CAM表(这个名字是其它资料上看的)。如果桥的状态是LEARNING或FORWARDING(学习或转发)，则学习该包的源地址skb->mac.ethernet->h_source，将其添加到CAM表中，如果已经存在于表中了，则更新定时器，br_fdb_insert完成了这一过程
   
   

   引用:

   if (p->state == BR_STATE_LEARNING ||
   p->state == BR_STATE_FORWARDING)
   br_fdb_insert(br, p, skb->mac.ethernet->h_source, 0);

   
   
   STP协议的BPDU包的目的MAC采用的是多播目标MAC地址：从01-80-c2-00-00-00（Bridge_group_addr：网桥组多播地址）开始.所以这里是如果开启了STP，而当前数据包又是一个BPDU(!memcmp(dest, bridge_ula, 5)， unsigned char bridge_ula[6] = { 0x01, 0x80, 0xc2, 0x00, 0x00, 0x00 }，则交由相应函数处理。if (br->stp_enabled &&，这里只比较前5个字节，没有仔细研究过STP是使用了全部多播地址（从0 1 : 0 0 : 5 e : 0 0 : 0 0 : 0 0到0 1 : 0 0 : 5 e : 7 f : ff : ff。），还是只使用了一部份，这里看来似乎只是一部份，没去深究了
   
   

   引用:

   !memcmp(dest, bridge_ula, 5) &&
   !(dest[5] & 0xF0)) /*01-80-c2-00-00-F0 是一个什么地址？为什么要判断呢？*/
   goto handle_special_frame;
   
   /*处理钩子函数，然后转交br_handle_frame_finish函数继续处理*/
   if (p->state == BR_STATE_FORWARDING) {
   NF_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_PRE_ROUTING, skb, skb->dev, NULL,
   br_handle_frame_finish);
   read_unlock(&br->lock);
   return;
   }
   
   err:
   read_unlock(&br->lock);
   err_nolock:
   kfree_skb(skb);
   return;
   
   handle_special_frame:
   if (!dest[5]) {
   br_stp_handle_bpdu(skb);
   return;
   }
   
   kfree_skb(skb);
   }

   
   
   四、br_handle_frame_finish
   
   

   引用:

   static int br_handle_frame_finish(struct sk_buff *skb)
   {
   struct net_bridge *br;
   unsigned char *dest;
   struct net_bridge_fdb_entry *dst;
   struct net_bridge_port *p;
   int passedup;
   
   /*前面基本相同*/
   dest = skb->mac.ethernet->h_dest;
   
   
   p = skb->dev->br_port;
   if (p == NULL)
   goto err_nolock;
   
   br = p->br;
   read_lock(&br->lock);
   if (skb->dev->br_port == NULL)
   goto err;
   
   passedup = 0;
   
   /*如果网桥的虚拟网卡处于混杂模式，那么每个接收到的数据包都需要克隆一份
   送到AF_PACKET协议处理体(网络软中断函数net_rx_action中ptype_all链的处理)。*/
   if (br->dev.flags & IFF_PROMISC) {
   struct sk_buff *skb2;
   
   skb2 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
   if (skb2 != NULL) {
   passedup = 1;
   br_pass_frame_up(br, skb2);
   }
   }
   
   /*目的MAC为广播或多播，则需要向本机的上层协议栈传送这个数据包，
   这里有一个标志变量passedup
   用于表示是否传送过了，如果已传送过，那就算了*/
   if (dest[0] & 1) {
   br_flood_forward(br, skb, !passedup);
   if (!passedup)
   br_pass_frame_up(br, skb);
   goto out;
   }
   
   /*Linux中的MAC-PORT表是CAM表，这里根据目的地址来查表，
   以确定由哪个接口把包转发出去
   每一个表项是通过结构struct net_bridge_fdb_entry来描述的：
   struct net_bridge_fdb_entry
   {
   struct net_bridge_fdb_entry *next_hash; //用于CAM表连接的链表指针
   struct net_bridge_fdb_entry **pprev_hash; //为什么是pprev不是prev呢？还没有仔细去研究
   atomic_t use_count; //此项当前的引用计数器
   mac_addr addr; //MAC地址
   struct net_bridge_port *dst; //此项所对应的物理端口
   unsigned long ageing_timer; //处理MAC超时
   unsigned is_local:1; //是否是本机的MAC地址
   unsigned is_static:1; //是否是静态MAC地址
   };*/
   dst = br_fdb_get(br, dest);
   
   /*查询CAM表后，如果能够找到表项，并且目的MAC是到本机的虚拟网卡的，
   那么就需要把这个包提交给上层协议，
   这样，我们就可以通过这个虚拟网卡的地址来远程管理网桥了*/
   if (dst != NULL && dst->is_local) {
   if (!passedup)
   br_pass_frame_up(br, skb);
   else
   kfree_skb(skb);
   br_fdb_put(dst);
   goto out;
   }
   
   /*查到表了，且不是本地虚拟网卡的，转发之*/
   if (dst != NULL) {
   br_forward(dst->dst, skb);
   br_fdb_put(dst);
   goto out;
   }
   
   /*如果表里边查不到，那么只好学习学习HUB了……*/
   br_flood_forward(br, skb, 0);
   
   out:
   read_unlock(&br->lock);
   return 0;
   
   err:
   read_unlock(&br->lock);
   err_nolock:
   kfree_skb(skb);
   return 0;
   }