ip_route_output_slow() ip_route_input()与linux的tunnel技术实现 ipip_tunnel

本文主要是介绍ip_route_output_slow() ip_route_input()与linux的tunnel技术实现 ipip_tunnel_lookup，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Linux-2.6.21.1 网络函数调用流程

接收以太帧:
netif_rx
-> queue
-> netif_receive_skb
-> bond
-> packet_type_all: deliver_skb
-> bridge
-> packet_type(IPV4)->func == ip_rcv

接收IPv4包:

ip_rcv
-> NF_HOOK(PREROUTING)
    ->ip_rcv_finish
      -> ip_route_input
        -> ip_route_input_cached
          -> ip_route_input_slow
            -> ip_mkroute_input
             -> __mkroute_input
                dst->input = ip_forward
                dst->output = ip_output
      -> dst_input
        -> LOCAL_IN: dst->input == ip_local_deliver
          -> NF_HOOK(NF_INPUT)
            -> ip_local_deliver_finish
              -> ipprot->handler(tcp, udp, icmp ...)
        -> FORWARD: dst->input == ip_forward

转发:

ip_forward
- > xfrm4_route_forward (net/xfrm.h, get xfrm_dst)
    -> xfrm_route_forward
      -> __xfrm_route_forward
        -> xfrm_lookup
          -> xfrm_find_bundle
            -> afinfo->find_bundle == __xfrm4_find_bundle
          -> xfrm_bundle_create
            -> afinfo->bundle_create == __xfrm4_bundle_create
              tunnel mode
              -> xfrm_dst_lookup
                 -> afinfo->dst_lookup == xfrm4_dst_lookup
                  -> __ip_route_output_key
          -> dst_list: dst->list=policy_bundles, policy->bundles = dst
-> NF_HOOK(NF_FORWARD)
-> ip_forward_finish
-> dst_output

输出:

icmp:
icmp_send
-> ip_route_output_key
    -> ip_route_output_flow
-> icmp_push_reply
    -> ip_append_data
-> skb_queue_walk
    -> ip_push_appending_frames

tcp:
tcp_connect
-> ip_route_connect
    -> ip_route_output_flow
tcp_sendmsg
-> __tcp_push_appending_frames
    -> tcp_write_xmit
   -> tcp_transmit_skb
        -> net_xmit_eval
          -> icsk->icsk_af_ops->queue_xmit == ipv4_specific->queue_xmit == ip_queue_xmit
-> tcp_push_one
    -> tcp_transmit_skb
      -> net_xmit_eval
        -> icsk->icsk_af_ops->queue_xmit == ipv4_specific->queue_xmit == ip_queue_xmit

tcp_protocol->handler == tcp_v4_rcv
-> __inet_lookup
-> xfrm_policy_check
-> tcp_v4_do_rcv
    -> tcp_rcv_state_process
      -> icsk->icsk_af_ops->conn_request == tcp_v4_conn_request
        -> tcp_v4_send_synack
          -> ip_build_and_send_pkt
            -> NF_HOOK( NF_OUTPUT )
              -> dst_output

udp:
udp_sendmsg
-> ip_route_output_flow
-> ip_append_data
-> __skb_queue_tail( sk_write_queue )
-> udp_push_pending_frames
-> ip_push_pending_frames

raw:
raw_sendmsg
-> ip_route_output_flow
-> ip_append_data
-> __skb_queue_tail( sk_write_queue )
-> ip_push_pending_frames

ip_push_pending_frames
-> __skb_dequeue(sk_write_queue)
-> NF_HOOK(NF_OUTPUT)
-> dst_output

ip_queue_xmit
-> ip_route_output_flow
    -> xfrm_lookup
      -> xfrm_find_bundle
        -> bundle_create
          -> afinfo->bundle_create == __xfrm4_bundle_create
            -> xfrm_dst_lookup
              -> afinfo->dst_lookup == xfrm4_dst_lookup
                -> __ip_route_output_key
        -> dst_list
        -> dst->list=policy_bundles, policy->bundles = dst

-> NF_HOOK(NF_OUTPUT)
-> dst_output
-> dst->output

dst_output: dst_list循环
-> dst->output == xfrm_dst->output == xfrm4_output == xfrm4_state_afinfo->output
    -> NF_HOOK(POSTROUTING)
      -> xfrm4_output_finish
        -> gso ?
        -> xfrm4_output_finish2
          -> xfrm4_output_one
            -> mode->output
            -> type->output
            -> skb->dst=dst_pop(skb->dst)
          -> nf_hook(NF_OUTPUT)
            -> !dst->xfrm
              -> dst_output
          -> nf_hook(POSTROUTING)
-> dst->output == ip_output
    -> NF_HOOK(POSTROUTING)
      -> ip_finish_output
        -> ip_finish_output2
          -> hh_output == dev_queue_xmit

有段日子没写了，今天继续，想了一下，觉得先温习一下tunnel技术。

（一）tunnel即隧道，被用于在公网内传输私网数据，也就是VPN。实现类似于我们学习的数据结构中的栈，把数据报文封装在新的报文中，通过第三方协议(比如IP协议)传输到对端，对端进行解封，重新路由。

linux内核支持IPIP/GRE隧道协议（不考虑IPV6） tunnel4.c是一个框架程序，相当于容器，ipip是他肚子里的实体。觉得没有必要这么写，因为ip_gre.c的实现就不是这样的。

IPIP是最简单的实现隧道功能的协议，只支持承载IP报文，所以在应用上也就有了局限性，比如无法实现ARP代理，但对于分析设计思路还是非常好的，简单的东西往往更具有代表性，复杂的东西简单化么，我不是博士，所以没有能力把这么简单的东西说的谁也看不懂。

（二）在ipip中，首先要理解的是初始化过程

static int __init ipip_init(void) { int err; printk(banner); //在框架程序里添加接收处理函数 if (xfrm4_tunnel_register(&ipip_handler, AF_INET)) { printk(KERN_INFO "ipip init: can't register tunnel\n"); return -EAGAIN; } //创建虚拟接口，这个很重要，在配置好tunnel后，如果发送的目的地址是私网的IP，路由系统就会把报文发送给这个虚拟接口，这样私网报文就通过ipip_tunnel_xmit函数被封装起来了，通过路由系统重新路由，找到公网IP对应的物理接口，把报文通过这个真是的物理接口发送给对端网关，也就是隧道的另一端。 ipip_fb_tunnel_dev = alloc_netdev(sizeof(struct ip_tunnel), "tunl0", ipip_tunnel_setup); if (!ipip_fb_tunnel_dev) { err = -ENOMEM;