看完了路由表,重新回到netif_receive_skb ()函数,在提交给上层协议处理前,会执行下面一句,这就是网桥的相关操作,也是这篇要讲解的容。
view plaincopy to clipboardprint?1. s kb = handle_bridge(skb, &pt_prev, &ret, orig_dev);网桥可以简单理解为交换机,以下图为例,一台linux机器可以看作网桥和路由的结合,网桥将物理上的两个局域网LAN1、LAN2当作一个局域网处理,路由连接了两个子网1.0和2.0。
从eth0和eth1网卡收到的报文在Bridge模块中会被处理成是由Bridge收到的,因此Bridge也相当于一个虚拟网卡。
STP五种状态DISABLEDBLOCKINGLISTENINGLEARNINGFORWARDING创建新的网桥br_add_bridge [net\bridge\br_if.c]当使用SIOCBRADDBR调用ioctl时,会创建新的网桥br_add_bridge。
首先是创建新的网桥:view plaincopy to clipboardprint?1. d ev = new_bridge_dev(net, name);然后设置dev->dev.type为br_type,而br_type是个全局变量,只初始化了一个名字变量view plaincopy to clipboardprint?1. S ET_NETDEV_DEVTYPE(dev, &br_type);2. s tatic struct device_type br_type = {3. .name = "bridge",4. };然后注册新创建的设备dev,网桥就相当一个虚拟网卡设备,注册过的设备用ifconfig 就可查看到:view plaincopy to clipboardprint?1. r et = register_netdevice(dev);最后在sysfs文件系统中也创建相应项,便于查看和管理:view plaincopy to clipboardprint?1. r et = br_sysfs_addbr(dev);将端口加入网桥br_add_if() [net\bridge\br_if.c]当使用SIOCBRADDIF调用ioctl时,会向网卡加入新的端口br_add_if。
创建新的net_bridge_port p,会从br->port_list中分配一个未用的port_no,p->br会指向br,p->state设为BR_STATE_DISABLED。
这里的p实际代表的就是网卡设备。
view plaincopy to clipboardprint?1. p = new_nbp(br, dev);将新创建的p加入CAM表中,CAM表是用来记录mac地址与物理端口的对应关系;而刚刚创建了p,因此也要加入CAM表中,并且该表项应是local的[关系如下图],可以看到,CAM表在实现中作为net_bridge的hash表,以addr作为hash值,链入net_bridge_fdb_entry,再由它的dst指向net_bridge_port。
view plaincopy to clipboardprint?1. e rr = br_fdb_insert(br, p, dev->dev_addr);设备的br_port指向p。
这里要明白的是,net_bridge可以看作全局量,是网桥,而net_bridge_port则是与网卡相对应的端口,因此每个设备dev有个指针br_port指向该端口。
view plaincopy to clipboardprint?1. r cu_assign_pointer(dev->br_port, p);将新创建的net_bridge_port加入br的链表port_list中,在创建新的net_bridge_port 时,会分配一个未用的port_no,而这个port_no就是根据br->port_list中的已经添加的net_bridge_port来找到未用的port_no的[具体如下图]。
view plaincopy to clipboardprint?1. l ist_add_rcu(&p->list, &br->port_list);重新计算网桥的ID,这里根据br->port_list链表中的net_bridge_port的最小的addr 来作为网桥的ID。
view plaincopy to clipboardprint?1. b r_stp_recalculate_bridge_id(br);网卡设备的删除br_del_bridge()与端口的移除add_del_if()与添加差不多,不再详述。
熟悉了网桥的创建与添加,再来看下网桥是如何工作的。
当收到数据包,通过netif_receive_skb()->handle_bridge()处理网桥:view plaincopy to clipboardprint?1. s tatic inline struct sk_buff *handle_bridge(struct sk_buff *skb,2. struct packet_type **pt_prev, int *ret,3. struct net_device *orig_dev)4. {5. struct net_bridge_port *port;6.7. if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK ||8. (port = rcu_dereference(skb->dev->br_port)) == NULL)9. return skb;10.11. if (*pt_prev) {12. *ret = deliver_skb(skb, *pt_prev, orig_dev);13. *pt_prev = NULL;14. }15.16. return br_handle_frame_hook(port, skb);17. }1. 如果报文来自lo设备,或者dev->br_port为空(skb->dev是收到报文的网卡设备,而在向网桥添加端口时,dev->br_port被赋予了创建的与网卡相对应的端口p),此时不需要网桥处理,直接返回报文;2. 如果报文匹配了之前的ptype_all中的协议,则pt_prev不为空,此时要先进行ptype_all中协议的处理,再进行网桥的处理;3. br_handle_frame_hook是网桥处理钩子函数,在br_init() [net\bridge\br.c]中br_handle_frame_hook = br_handle_frame;br_handle_frame() [net\bridge\br_input.c]是真正的网桥处理函数,下面进入br_handle_frame()开始网桥部分的处理:与前面802.1q讲的一样,首先检查users来决定是否复制报文:view plaincopy to clipboardprint?1. s kb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC);如果报文的目的地址是01:80:c2:00:00:0X,则是发往STP的多播地址,此时调用br_handle_local_finish()来完成报文的进一步处理:view plaincopy to clipboardprint?1. i f (unlikely(is_link_local(dest))){2. ……3. i f (NF_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_LOCAL_IN, skb, skb->dev,4. NULL, br_handle_local_finish))5. return NULL; /* frame consumed by filter */6. else7. return skb;8. }而br_handle_local_finish()所做的容很简单,因为是多播报文,主机要做的仅仅是更新报文的源mac与接收端口的关系(在CAM表中)。
1. s tatic int br_handle_local_finish(struct sk_buff *skb)2. {3. struct net_bridge_port *p = rcu_dereference(skb->dev->br_port);4.5. if (p)6. br_fdb_update(p->br, p, eth_hdr(skb)->h_source);7. return 0; /* process further */8. }接着br_handle_frame()继续往下看,然后根据端口的状态来处理报文,如果端口state= BR_STATE_FORWARDING且设置了br_should_route_hook,则转发后返回skb;否则继续往下执行state=BR_STATE_LEARNING段的代码:view plaincopy to clipboardprint?1. r hook = rcu_dereference(br_should_route_hook);2. i f (rhook != NULL) {3. if (rhook(skb))4. return skb;5. dest = eth_hdr(skb)->h_dest;6. }如果端口state= BR_STATE_LEARNING,如果是发往本机的报文,则设置pkt_type 为PACKET_HOST,然后执行br_handle_frame_finish来完成报文的进一步处理。
要注意的是,这里将报文发往本机的报文设为PACKET_HOST,实现了经过网桥处理后,再次进入netif_receive_skb()时,不会再被网桥处理(结果进入网桥的条件理解):view plaincopy to clipboardprint?1. i f (!compare_ether_addr(p->br->dev->dev_addr, dest))2. skb->pkt_type = PACKET_HOST;3. N F_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_PRE_ROUTING, skb, skb->dev, NULL,4. br_handle_frame_finish);除此之外,端口处于不可用状态,此时丢弃掉报文:1. k free_skb(skb);下面来详细看下br_handle_frame_finish()函数。