在數(shù)據(jù)包接收過程的那篇筆記中可以知道,在數(shù)據(jù)包的處理函數(shù)netif_receive_skb中,會先看ptype_all中是否有注冊的協(xié)議,如果有,則調(diào)用相應(yīng)的處理函數(shù),然后再到ptype_base中,找到合適的協(xié)議,將skb發(fā)送到相關(guān)協(xié)議的處理函數(shù).比如ip協(xié)議(ip_rcv)或者arp(arp_rcv)等等.此篇筆記講的是有關(guān)ptype_all和ptype_base的相關(guān)知識點.

ptype_base和ptype_all在內(nèi)核中存儲的情況如下圖:



可以看到,ptype_base為一個hash表,而ptype_all為一個雙向鏈表.每一個里面注冊的協(xié)議都用一個struct packet_type表示.

struct packet_type
{
unsigned short type; /*協(xié)議類型*/
struct net_device *dev;
int (*func) (struct sk_buff *, struct net_device *,
struct packet_type *);
void *data; /* Private to the packet type */
struct packet_type *next;
};
其中需要注意的是dev參數(shù),此參數(shù)表明了協(xié)議只處理來自dev指向device的數(shù)據(jù),當(dāng)dev=NULL時,表示該協(xié)議處理來自所有device的數(shù)據(jù).這樣,當(dāng)注冊自己的協(xié)議時,就可以指定自己想要監(jiān)聽或者接收的device.
其中注冊和注銷協(xié)議的函數(shù)為:
dev_add_pack(...)和dev_remove_pack(...)
這兩個函數(shù)很簡單,分別如下:
void dev_add_pack(struct packet_type *pt)
{
int hash;
br_write_lock_bh(BR_NETPROTO_LOCK);
#ifdef CONFIG_NET_FASTROUTE
/* Hack to detect packet socket */
if ((pt->data) && ((int)(pt->data)!=1)) {
netdev_fastroute_obstacles++;
dev_clear_fastroute(pt->dev);
}
#endif
if (pt->type == htons(ETH_P_ALL)) {
netdev_nit++;
pt->next=ptype_all;
ptype_all=pt;
} else {
hash=ntohs(pt->type)&15;
pt->next = ptype_base[hash];
ptype_base[hash] = pt;
}
br_write_unlock_bh(BR_NETPROTO_LOCK);
}
此函數(shù)判斷協(xié)議類型,然后加到ptype_base或者ptype_all中.
void dev_remove_pack(struct packet_type *pt)
{
struct packet_type **pt1;
br_write_lock_bh(BR_NETPROTO_LOCK);
if (pt->type == htons(ETH_P_ALL)) {
netdev_nit--;
pt1=&ptype_all;
} else {
pt1=&ptype_base[ntohs(pt->type)&15];
}
for (; (*pt1) != NULL; pt1 = &((*pt1)->next)) {
if (pt == (*pt1)) {
*pt1 = pt->next;
#ifdef CONFIG_NET_FASTROUTE
if (pt->data)
netdev_fastroute_obstacles--;
#endif
br_write_unlock_bh(BR_NETPROTO_LOCK);
return;
}
}
br_write_unlock_bh(BR_NETPROTO_LOCK);
printk(KERN_WARNING "dev_remove_pack: %p not found.\n", pt);
}
此函數(shù)也很簡單,只是把協(xié)議從相關(guān)的鏈表中移除.
下面以ip協(xié)議為例子來看看相關(guān)的實現(xiàn):
ip協(xié)議結(jié)構(gòu)體的定義如下:
static struct packet_type ip_packet_type =
{
__constant_htons(ETH_P_IP),
NULL, /* All devices */
ip_rcv,
(void*)1,
NULL,
};
當(dāng)ipv4協(xié)議棧初始化時,會調(diào)用ip_init.之后,所有協(xié)議類型為ETH_P_IP的包都會交由ip_rcv處理.代碼如下:
void __init ip_init(void)
{
dev_add_pack(&ip_packet_type);
ip_rt_init();
inet_initpeers();
#ifdef CONFIG_IP_MULTICAST
proc_net_create("igmp", 0, ip_mc_procinfo);
#endif
}
這樣在系統(tǒng)啟動之后,ip協(xié)議便被注冊到ptype_base鏈表中,相應(yīng)的處理函數(shù)為ip_rcv.
arp協(xié)議和其他類型的協(xié)議(在ptype_base或者ptype_all中的)的執(zhí)行過程同理.
本人初學(xué)網(wǎng)絡(luò),水平很菜,如有錯誤,希望看到的朋友們及時指出,不勝感激.
ps1:記得剛來實驗室的時候,做的截包模塊的第一種方法是用的netfilter,第二種方法主要就是用到的這塊知識.現(xiàn)在總結(jié)起來,覺得還算簡單,當(dāng)初卻用了很長時間,想想,真是難者不會,會者不難啊.今天看書的時候,好像又發(fā)現(xiàn)了另外一種方法可以實現(xiàn)我的要求,記錄在ps2上.
ps2:在數(shù)據(jù)鏈路層截包的另一種方法:用PF_PACKET socket type.linux可以用此類型套節(jié)字直接從鏈路層截獲或者注入數(shù)據(jù).發(fā)送數(shù)據(jù)時,直接發(fā)送到dev_queue_xmit.而接收函數(shù)時,可以在數(shù)據(jù)包通過路由之前截獲到.如tcpdump和Ethereal都是用到了此套接字.那么總結(jié)起來可以看出,截獲數(shù)據(jù)包至少可以有三種方法實現(xiàn),第一種的netfilter是在協(xié)議棧中截獲數(shù)據(jù)包,而利用ptype_all或者ptype_base和后面這種套節(jié)字的方法是在鏈路層截獲數(shù)據(jù)包.

//當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包時，最終會在軟件中斷環(huán)境里調(diào)用此函數(shù)  

int netif_receive_skb(struct sk_buff *skb)   
{   
   //ptype_all 用于sniffer這樣的程序
   // 發(fā)送一份拷貝給這些注冊的sniffer程序
   list_for_each_entry_rcu(ptype, &ptype_all, list) {   
     if (!ptype->dev || ptype->dev == skb->dev) {   
       if (pt_prev)   
         ret = deliver_skb(skb, pt_prev, orig_dev);   
       pt_prev = ptype;   
     }    
   }   
   // 內(nèi)核編譯開Bridge_config,則將該數(shù)據(jù)包讓網(wǎng)橋函數(shù)來處理，否則handle_bridge定義為空操作，
   // 返回skb，讓協(xié)議棧來處理上層協(xié)議。   
   skb = handle_bridge(skb, &pt_prev, &ret, orig_dev);   
   if (!skb)   
     goto out;  
           
   skb = handle_macvlan(skb, &pt_prev, &ret, orig_dev);   
   if (!skb)   
     goto out;   
   //對該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)達(dá)到其他L3協(xié)議的處理函數(shù)   
   type = skb->protocol;   
   list_for_each_entry_rcu(ptype, &ptype_base[ntohs(type)&15], list) {   
     if (ptype->type == type &&   
         (!ptype->dev || ptype->dev == skb->dev)) {   
       if (pt_prev)   
         ret = deliver_skb(skb, pt_prev, orig_dev);   
       pt_prev = ptype;   
     }   
   }   
}